新技術用聲波建內部結構 打印體內植入物省卻開刀

［星島綜合報道］ 3D打印通常涉及沉積熔化的塑料層、激光熔化金屬粉末，或使用紫外線來硬化膠狀樹脂。然而，一項新技術採取了另一種方法——聲波。

該技術由加拿大Concordia University的一個科學家團隊開發，被稱為「直接聲音打印」（DSP, direct sound printing）。

在該技術的當前版本中，一個換能器(transducer)被用來發送聚焦的超聲波脈衝，穿過一個腔室的兩側，進入其中的液體聚二甲基硅氧烷(PDMS)樹脂。這樣做會產生超聲波場，導致快速振盪的微觀氣泡在樹脂的特定位置暫時形成。

隨著這些氣泡的振盪，它們內部的溫度上升到約14,727 ºF或26,540 ºF，內部壓力攀升到超過1,000巴（14,504 psi）。儘管這種溫度和壓力的突然增加只持續了皮秒（萬億分之一秒），但它使樹脂在氣泡的確切位置凝固。

因此，通過沿著預定的路徑逐步移動換能器，有可能建立起一個複雜的三維物體，一次一個小像素。除了能夠生產非常小而詳細的物品，DSP還允許在其他具有不透明表面的結構內以非侵入性方式打印結構。

例如，利用這種技術，飛機機械師可以想象在不打開飛機機身的情況下，在內部部件上進行3D打印維修。甚至有可能在病人體內3D打印出植入物，而不需要進行手術。

除了PDMS樹脂，科學家們還成功地使用DSP打印了陶瓷材料製成的物體。他們現在計劃對聚合物-金屬複合材料進行實驗，然後是純金屬。

「超聲波頻率已經被用於破壞性程序，如激光消融組織和腫瘤。我們想用它們來創造一些東西」，Muthukumaran Packirisamy教授說，他與Mohsen Habibi博士和博士生Shervin Foroughi一起領導了這項研究。

圖片：Concordia University

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