卡内基梅隆大学的教授Philip LeDuc 和 Burak Ozdoganlar 创造了一种名为3D冰打印(3D-Ice Printing, 3D-ICE)的创新技术,该技术专注于制造带有精确内部空洞和通道的微小结构,克服了传统增材制造技术的局限性。这项技术采用高精度的压电喷墨技术,通过喷射水滴到低于冰点的平台上,水滴接触冷面即刻结冰,从而构建起微观冰结构。
研究人员3D打印出的冰微结构
微小的3D冰结构。(图片来源:卡内基梅隆大学)
该技术使水滴的精准沉积成为可能,制作出表面光滑、过渡自然且结构复杂的冰雕塑。通过微调滴水速率、平台表面温度和环境条件,可精确控制结构的形状。更妙的是,通过改变建筑平台的倾斜角度,可以旋转构造出独特的分支、曲线、甚至是悬挂式设计,而这一切都不需要额外的支撑材料。
“创立实验室之初,我从未想象过我们会利用3D冰打印技术制造出组织结构来帮助人类。”LeDuc 表示。
“然而,随着我们研究的不断深入,我和 Burak 等人的汇聚,使项目汇集了来自不同领域的独特视角和能力。这是一段非常美妙的旅程,通过跨学科的合作,我们实现的成果远超个体的总和。”
这项持续的工作不仅计划将3D-ICE技术的应用范围进一步扩大,还期待在个性化的组织工程领域发挥其潜能,尤其是在制造能够精确仿照患者特有血管结构的组织方面,为医学研究和治疗方法的创新开辟了新的可能。
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