La tecnología y la ciencia cada día, no solo avanza sino que nos sorprende con hallazgos e innovaciones inimaginables, esta vez, encontramos que una nueva tecnología crea objetos en 3D con el sonido.
Científicos del Laboratorio de Micro, Nano y Sistemas Moleculares de la Universidad de Heidelberg de Alemania, utilizan múltiples hologramas acústicos para generar campos de presión con los que se pueden imprimir partículas sólidas, perlas de gel e incluso células biológicas.
De acuerdo con el comunicado, la fabricación aditiva o impresión 3D permite la producción de piezas complejas a partir de materiales funcionales o biológicos, un proceso que tiende ser dispendioso y lento porque hay que hacerlo capa a capa. No obstante, los investigadores encontraron cómo formar un objeto 3D a partir de bloques de construcción más pequeños en un solo paso.
“Pudimos ensamblar micropartículas en un objeto tridimensional dentro de un solo disparo usando ultrasonido en forma, señala Kai Melde, una de las científicas que hacen parte del grupo de investigación.
Por su parte, Peer Fischer, profesor de la Universidad de Heidelberg, añade que la innovación puede ser “muy útil para la bioimpresión. Las células utilizadas allí son especialmente sensibles al medio ambiente durante el proceso”.
¿Cómo es posible?
Según la investigadora, Melde, las ondas de sonido ejercen fuerzas sobre la materia, es decir, usando ultrasonido de alta frecuencia, que es inaudible para el oído humano, las longitudes de onda pueden empujarse por debajo de un milímetro hacia el reino microscópico, una técnica que los científicos usan para manipular, por ejemplo, bloques de construcción muy pequeños, como células biológicas.
Entre tanto, Fischer demostró cómo formar “placas impresas en 3D, con el ultrasonido utilizando hologramas acústicos, que están hechas para codificar un campo de sonido específico. Esos campos de sonido, demostraron, pueden usarse para ensamblar materiales en patrones bidimensionales. Basándose en esto, los científicos idearon un concepto de fabricación”, explica el documento.
El estudio revela que está tecnología puede capturar partículas y células que flotan libremente en el agua y las ensamblan en formas tridimensionales.
Así mismo, el nuevo método funciona con una variedad de materiales que incluyen perlas de vidrio o hidrogel y células biológicas.
Kai Melde argumenta que «la idea crucial era usar múltiples hologramas acústicos juntos y formar un campo combinado que pudiera atrapar las partículas».
Por su parte, Heiner Kremer, quien escribió el algoritmo para optimizar los campos de hologramas, agrega: «La digitalización de un objeto 3D completo en campos de hologramas de ultrasonido es computacionalmente muy exigente y nos obligó a crear una nueva rutina de cálculo».
Los científicos creen que su tecnología es una plataforma prometedora para la formación de cultivos celulares y tejidos en 3D. «La ventaja del ultrasonido es que es suave para el uso de células biológicas y que puede penetrar profundamente en el tejido. De esta manera, se puede usar para manipular y empujar células de forma remota sin daño», concluye la investigación.
Imagen: science.org
