Pour éjecter de telles gouttelettes, l'impression acoustophorétique utilise des ultrasons aéroportés, qui sont pratiquement indépendants de la matière. Même le métal liquide peut être facilement imprimé. Danièle Foresti, Jennifer A. Lewis, Université de Harvard

L'université de Harvard a annoncé que ses chercheurs avaient développé un moyen d'imprimer des objets à l'aide du son. Appelée « impression acoustophorétique, " la méthode " pourrait permettre la fabrication de nombreux nouveaux produits biopharmaceutiques, produits de beauté, et la nourriture, et élargir les possibilités des matériaux optiques et conducteurs, " selon le communiqué de presse du 31 août 2018.

Impression avec du liquide, comme l'encre, est devenu un mode de vie, grâce au procédé d'impression à jet d'encre. Mais que faire si vous vouliez imprimer des cellules vivantes ou d'autres matériaux biologiques ? Et si vous vouliez imprimer du métal liquide ? Avec des jets d'encre, la capacité d'une imprimante à extraire une substance d'une buse s'arrête à mesure que la substance devient plus épaisse. Mais maintenant, bien qu'il soit encore très tôt dans la phase expérimentale du procédé, l'équipe de scientifiques de Harvard a annoncé des progrès significatifs dans la création de champs sonores pouvant attirer des substances visqueuses, comme le métal liquide, du miel et même des cellules vivantes, de la buse d'une imprimante.

Cela commence par la gravité. La gravité simple est ce qui fait couler le liquide. La vitesse ou la fréquence à laquelle il s'égoutte dépend de sa viscosité, de son épaisseur et de sa résistance aux contraintes de cisaillement et de traction. L'eau, par exemple, est beaucoup moins visqueux que le sirop de maïs. Le sirop de maïs est beaucoup moins visqueux que le miel. Plus un fluide est visqueux, plus il faut de temps à la gravité pour produire une gouttelette. Systèmes d'impression, comme l'impression à jet d'encre, utilisent généralement une méthode de gouttelettes pour transférer un matériau liquide dans un milieu, comme le papier. Plus un matériau est visqueux, cependant, plus il est difficile à manipuler pour l'impression.

"Notre objectif était de supprimer la viscosité de l'image en développant un système d'impression indépendant des propriétés matérielles du fluide, " a déclaré Danièle Foresti, associé de recherche en science des matériaux et en génie mécanique à Harvard.

C'est là qu'intervient le son.

Foresti et ses collègues chercheurs ont commencé à expérimenter les pressions des ondes sonores sur les liquides afin de stimuler la gravité. Ils ont construit un « résonateur acoustique sous-longueur d'onde » conçu pour produire des champs acoustiques étroitement contrôlés qui augmentent efficacement la gravité relative au niveau de la buse d'impression. Selon le communiqué, les chercheurs ont pu générer des forces de traction "100 fois les forces de gravitation normales (1G) de la buse de l'imprimante, " plus de quatre fois la gravité du soleil. La taille de la gouttelette est simplement déterminée par l'amplitude de l'onde sonore - plus l'amplitude est élevée, plus la goutte est petite. Voici une vidéo explicative de l'équipe de recherche de Harvard :

"L'idée est de générer un champ acoustique qui détache littéralement de minuscules gouttelettes de la buse, un peu comme cueillir des pommes dans un arbre, " dit Foresti.

Une large gamme de matériaux a été utilisée pour tester cette nouvelle méthode d'impression, y compris le miel, encres à cellules souches, biopolymères, résines optiques et métaux liquides. Parce que les ondes sonores ne traversent pas les matériaux, utiliser le son pour créer des gouttelettes n'endommagera pas le matériau lui-même, ce qui est important pour l'impression avec des cellules vivantes.

Dr Jennifer Lewis, professeur d'ingénierie biologiquement inspirée à Harvard, déclaré, "Notre technologie devrait avoir un impact immédiat sur l'industrie pharmaceutique. Cependant, nous pensons que cela deviendra une plate-forme importante pour de multiples industries."

Les gouttelettes imprimées par acoustophorèse peuvent être soigneusement déposées et modelées n'importe où en contrôlant la position cible. Certains métaux liquides forment une coquille solide au contact de l'atmosphère, et cette propriété particulière permet même d'empiler facilement les gouttes les unes sur les autres.