La viscosité de ces fluides change également considérablement avec la température et la composition, rend encore plus difficile l'optimisation des paramètres d'impression pour contrôler la taille des gouttelettes.

"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, premier auteur de l'article, le boursier Branco Weiss et associé de recherche en science des matériaux et en génie mécanique à SEAS et au Wyss Institute.

Pour faire ça, les chercheurs se sont tournés vers les ondes acoustiques.

Grâce à la gravité, n'importe quel liquide peut s'égoutter, de l'eau qui s'égoutte d'un robinet à l'expérience de chute de poix qui dure depuis un siècle. Avec la gravité seule, la taille des gouttelettes reste importante et le taux de goutte difficile à contrôler. Terrain, qui a une viscosité environ 200 milliards de fois celle de l'eau, forme une seule goutte par décennie.

Pour améliorer la formation de gouttes, l'équipe de recherche s'appuie sur la génération d'ondes sonores. Ces ondes de pression ont généralement été utilisées pour défier la gravité, comme dans le cas de la lévitation acoustique. Maintenant, les chercheurs les utilisent pour assister la gravité, doublant cette nouvelle technique d'impression acoustophorétique.

Les chercheurs ont construit un résonateur acoustique sous-longueur d'onde qui peut générer un champ acoustique très confiné résultant en une force de traction dépassant 100 fois les forces de gravitation normales (1 G) à l'extrémité de la buse de l'imprimante, c'est plus de quatre fois la force de gravitation à la surface du soleil.

Cette force contrôlable tire chaque gouttelette hors de la buse lorsqu'elle atteint une taille spécifique et l'éjecte vers la cible d'impression. Plus l'amplitude des ondes sonores est élevée, plus la taille des gouttelettes est petite, quelle que soit la viscosité du fluide.

"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.

Les chercheurs ont testé le processus sur une large gamme de matériaux allant du miel aux encres de cellules souches, biopolymères, résines optiques et, même, métaux liquides. Surtout, les ondes sonores ne traversent pas la gouttelette, rendre la méthode sûre à utiliser même avec une cargaison biologique sensible, comme des cellules vivantes ou des protéines.

"Notre technologie devrait avoir un impact immédiat sur l'industrie pharmaceutique, " dit Lewis. " Cependant, nous pensons que cela deviendra une plate-forme importante pour de multiples industries."

« C'est un exemple exquis et percutant de l'étendue et de la portée de la recherche collaborative, " a déclaré Dan Finotello, directeur du programme MRSEC de la NSF. "Les auteurs ont développé une nouvelle plate-forme d'impression utilisant des forces acoustiques, lequel, contrairement aux autres méthodes, sont indépendants du matériau et offrent ainsi une grande polyvalence d'impression. L'espace d'application est illimité."