Создан способ печатать биоволокна намного тоньше человеческого волоса
Исследователи Иллинойского университета (США) разработали передовой метод 3D-печати, который позволяет создавать ультратонкие волокна, аналогичные природным структурам, таким как паутина или защитная слизь, которые вырабатывают животные. Их работа, опубликованная в Nature Communications, предлагает новый способ производства микроструктур с уникальными свойствами.
В отличие от традиционной 3D-печати, где материал наносится слоями в воздухе, новый подход использует встроенную 3D-печать в геле. Это позволяет избежать разрушения тонких волокон под действием гравитации и поверхностного натяжения — сам гель стабилизирует форму материала.
Однако раньше даже при встроенной печати возникали ограничения: если диаметр волокна становился меньше 16 микрон, оно быстро разрушалось. Чтобы преодолеть это, ученые применили метод обмена растворителями.
«Мы модифицировали гель и чернила для печати, чтобы чернила вылетали, как только они будут отложены в геле. Это предотвращает разрушение нити, потому что она почти мгновенно затвердевает», — объясняет один из авторов работы М. Танвер Хоссейн.
Благодаря такому подходу команда достигла рекордного разрешения 1,5 микрона. Для сравнения, человеческий волос имеет толщину от 50 до 100 микрон, а красные кровяные тельца (эритроциты) имеют диаметр около 7–8 микрон, что в несколько раз больше, чем напечатанные волокна.
Эта технология открывает новые перспективы в различных отраслях. Волокна, напечатанные таким способом, могут быть использованы для создания биоразлагаемых материалов, сенсоров и даже в микроэлектронике.
«Достижение такого высокого разрешения печати означает, что теперь у нас есть технологическая основа для имитации микроволокон и волосяных структур, обнаруженных в природе», — отметил ведущий автор исследования Вонсик Эом
Метод особенно перспективен для создания материалов с уникальными механическими свойствами, таких как слизь миксин, обладающая высокой прочностью благодаря пучкам микроскопических нитей.
