新技术用声波建内部结构 打印体内植入物省却开刀

［星岛综合报道］ 3D打印通常涉及沉积熔化的塑料层、激光熔化金属粉末，或使用紫外线来硬化胶状树脂。然而，一项新技术采取了另一种方法——声波。

该技术由加拿大Concordia University的一个科学家团队开发，被称为“直接声音打印”（DSP, direct sound printing）。

在该技术的当前版本中，一个换能器(transducer)被用来发送聚焦的超声波脉冲，穿过一个腔室的两侧，进入其中的液体聚二甲基硅氧烷(PDMS)树脂。这样做会产生超声波场，导致快速振荡的微观气泡在树脂的特定位置暂时形成。

随着这些气泡的振荡，它们内部的温度上升到约14,727 ºF或26,540 ºF，内部压力攀升到超过1,000巴（14,504 psi）。尽管这种温度和压力的突然增加只持续了皮秒（万亿分之一秒），但它使树脂在气泡的确切位置凝固。

因此，通过沿着预定的路径逐步移动换能器，有可能建立起一个复杂的三维物体，一次一个小像素。除了能够生产非常小而详细的物品，DSP还允许在其他具有不透明表面的结构内以非侵入性方式打印结构。

例如，利用这种技术，飞机机械师可以想象在不打开飞机机身的情况下，在内部部件上进行3D打印维修。甚至有可能在病人体内3D打印出植入物，而不需要进行手术。

除了PDMS树脂，科学家们还成功地使用DSP打印了陶瓷材料制成的物体。他们现在计划对聚合物-金属复合材料进行实验，然后是纯金属。

“超声波频率已经被用于破坏性程序，如激光消融组织和肿瘤。我们想用它们来创造一些东西”，Muthukumaran Packirisamy教授说，他与Mohsen Habibi博士和博士生Shervin Foroughi一起领导了这项研究。

图片：Concordia University

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