科学家发明新型声波打印术

本文章转载于：中国科学报，作者：赵利利

近日，哈佛大学的研究人员发明了一种新型声波打印技术：利用声波产生的力精确控制用于打印的液滴，让喷墨式打印不再受材料限制，而且适用的打印材料范围前所未有的广泛。

  这项技术在新型生物制药、化妆品和食品制造行业有很大的应用潜力，也将给光学材料和导电材料领域的发展带来新的可能性。

  哈佛大学工程与应用科学学院的生物工程学教授詹妮弗·莱维斯说：“我们发明的这种声波打印技术，利用了声波产生的力，能按照需求打印任意的材料。”

  众所周知，由于重力作用，所有的液滴都会往下滴——不管是沿着水龙头快速滴下的水，还是数年才会落下一滴的沥青。然而，如果打印时仅有重力的作用，液滴的尺寸就会很大，并且液滴的滴落速率很难控制。在著名的沥青滴漏实验中，每十年才会有一滴沥青滴落，科学家据此估测沥青的黏度大约是水的 2000 亿倍。

  为了增强打印时形成液滴的能力，研究人员将目光转向了声波。声波是一种压力波，研究者通常利用这种压力波来对抗重力作用，就像是声悬浮中的原理。现在，研究者反过来利用这种声波压力来辅助重力作用，从而发明了这种新型打印技术：声波打印。

  研究者使用了空气超声波，这一技术基本不受材料影响，所以即使是液态金属也能很容易打印出来。

  为了验证该技术的性能，研究人员测试了各种各样的材料，从高黏度的蜂蜜到生物工程常用的干细胞生物墨水、生物聚合物等，此外还有光学树脂甚至是液态金属等。值得注意的是，声波并不会通过液滴而传播，因此即使是易损的生物载体，如活细胞或蛋白质大分子等，这种方法也是安全有效的。