Un nuovo approccio alla stampa 3D con ologrammi acustici
Un team di ricercatori della Concordia University ha sviluppato un nuovo metodo di stampa 3D basato sull’uso di ologrammi acustici. Questa tecnica innovativa, chiamata stampa diretta a suono olografico (HDSP), è più rapida rispetto ai metodi esistenti e consente la creazione di oggetti più complessi.
L’HDSP è stato descritto in un recente articolo pubblicato sulla rivista Nature Communications. Il processo si basa su una tecnica introdotta nel 2022 che utilizza reazioni sonochimiche all’interno di cavitazioni microscopiche, in cui minuscole bolle generano temperature e pressioni estremamente elevate per frazioni infinitesimali di secondo, indurendo la resina in pattern complessi.
Incorporando la tecnica in ologrammi acustici contenenti immagini sezionali di un design specifico, la polimerizzazione avviene in modo molto più rapido, creando gli oggetti simultaneamente anziché voxel per voxel. L’ologramma rimane fisso all’interno del materiale di stampa, mentre la piattaforma di stampa è collegata a un braccio robotico che si muove seguendo un algoritmo pre-programmato per dare forma all’oggetto desiderato.
Un salto tecnologico nella stampa 3D
Il professor Muthukumaran Packirisamy, che ha guidato il progetto, ritiene che questa tecnologia possa migliorare la velocità di stampa fino a 20 volte, riducendo al contempo il consumo energetico. Inoltre, durante il processo di stampa è possibile cambiare l’immagine, combinare movimenti multipli e modificare i materiali utilizzati, consentendo la realizzazione di strutture complesse ottimizzando i parametri di produzione.
Secondo i ricercatori, il controllo preciso degli ologrammi acustici consente di immagazzinare informazioni su più immagini in un unico ologramma, permettendo la stampa simultanea di oggetti in diverse posizioni all’interno dello stesso spazio di stampa. Questo approccio offre una piattaforma di lancio per l’innovazione in numerosi settori, tra cui la creazione di strutture tissutali complesse, sistemi di somministrazione localizzata di farmaci e cellule e l’ingegneria tissutale avanzata.
Applicazioni nel mondo reale
Le applicazioni pratiche dell’HDSP includono la creazione di nuove forme di innesti cutanei che migliorano la guarigione e la somministrazione mirata di farmaci per terapie che richiedono agenti terapeutici specifici in determinati punti. Inoltre, poiché le onde sonore possono penetrare superfici opache, l’HDSP potrebbe essere utilizzato per stampare all’interno del corpo o dietro materiali solidi, risultando utile per la riparazione di organi danneggiati o di parti delicate situate in profondità all’interno di un aereo.
I ricercatori ritengono che l’HDSP abbia il potenziale per diventare una tecnologia rivoluzionaria, paragonabile ai progressi visti nella stampa 3D basata sulla luce con l’evoluzione dalla stereolitografia alla digital light processing. Il professor Packirisamy afferma: “Possiamo immaginare le possibilità. Possiamo stampare dietro oggetti opachi, dietro una parete, all’interno di un tubo o nel corpo umano. La tecnica e i dispositivi che utilizziamo sono già stati approvati per applicazioni mediche”.
Riferimenti
Rivista: Nature Communications
DOI: 10.1038/s41467-024-50923-8
Titolo dell’articolo: “Holographic direct sound printing”
Data di pubblicazione: 6 agosto 2024
Conflitti di interesse
Gli autori dichiarano i seguenti conflitti di interesse: M.H. e M.P. sono inventori di brevetti (US20200001533A1, US20230339181A1 e PCTCA2024050618) legati all’argomento trattato in questo manoscritto. M.D. e R.B. dichiarano di non avere conflitti di interesse.
