یک استارتاپ آمریکایی قصد دارد نخستین نمونه از موشک مبتنی بر فناوری چاپ سه‌بعدی را به مریخ بفرستد.

به گزارش چاپ و نشر و به نقل از تک‌رادار، استارتاپ آمریکایی «رلتیویتی اسپیس» (Relativity Space) که در زمینه چاپ قطعات موشک فعالیت می‌کند، در فهرست شرکت‌هایی قرار دارد که فناوری‌های چاپ سه‌بعدی را در مقیاس بزرگ ارائه می‌دهند. این استارتاپ در نظر دارد که به زودی موشکی را با کمک فناوری چاپ سه‌بعدی ارائه دهد که قابلیت پرتاب به مریخ را داشته باشد.

رلتیویتی اسپیس در سال گذشته، از هدف خود در مورد پرتاب یک موشک چاپ سه‌بعدی به ماه سخن گفت و آزمایش‌هایی را نیز در این زمینه انجام داد. این استارتاپ به تازگی، بودجه‌ای به مبلغ ۱۴۰ میلیون دلار دریافت کرده تا نخستین شرکتی باشد که موشکی مبتنی بر فناوری چاپ سه‌بعدی را به مدار زمین پرتاب می‌کند.

شاید دیگر شرکت‌های حاضر در این فهرست از جمله "اسپیس ایکس" نیز قطعاتی مبتنی بر چاپ سه‌بعدی را به کار ببرند اما کل موشک آنها با کمک فناوری چاپ سه‌بعدی ساخته نشده است.

به گفته رلتیویتی اسپیس، این موشک، بزرگترین نمونه از چنین ابزاری در جهان است. ارتفاع نخستین نمونه این موشک، به حدود پنج متر می‌رسد و سه بازوی رباتیک دارد که برای جوش دادن فلزات به کار می‌روند.

علاوه بر تولید قطعات بزرگ، این موشک، قطعات کوچکتری نیز دارد که با کمک چاپگرهای سه‌بعدی فلزی استاندارد ساخته می‌شوند و به دقت بیشتری نیاز دارند.بیشتر بخوانید: ساخت فضاپیمای در حال گردش با چاپ سه‌بعدی

نخستین نمونه این موشک که «تران ۱»(Terran ۱) نام دارد و قرار است به زودی تولید شود، از قطعاتی تشکیل خواهد شد که ۱۰۰ برابر کوچکتر از یک موشک استاندارد هستند.

تران ۱، ظرفیتی برابر با ۱۲۵۰ کیلوگرم خواهد داشت و می‌تواند ماهواره‌هایی در اندازه متوسط را پرتاب کند. انتظار می‌رود که پرتاب‌های تجاری با این موشک، در سال ۲۰۲۱ آغاز شوند. رلتیویتی اسپیس در حال حاضر، قراردادهایی را با شرکت‌هایی مانند «تسلاست»(Telesat) و «مو اسپیس» (mu Space) امضا کرده است.

 

مریخ به چاپ سه‌بعدی نیاز دارد

رلتیویتی اسپیس باور دارد که موشک‌های مبتنی بر فناوری چاپ سه‌بعدی، نقشی کلیدی در انتقال زیرساخت‌ها به سطح مریخ خواهند داشت. «تیم الیس» (Tim Ellis)، بنیان‌گذار و مدیرعامل رلتیویتی اسپیس گفت: استارتاپ ما، با هدف فرستادن نخستین موشک مبتنی بر فناوری چاپ سه‌بعدی به مریخ و گسترش امکان تجربه انسان در این محیط پایه‌گذاری شده است.

وی افزود: برای چاپ سه‌بعدی تجهیزات روی مریخ، به سیستمی نیاز داریم که بتواند با شرایط نامعلوم سازگار شود؛ در نتیجه ما قصد داریم الگوریتمی قابل انتقال بسازیم که بتواند چاپ سه‌بعدی را روی سیارات دیگر انجام دهد.

منبع: ایسنا

 

 

پژوهشگران "آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور"(Lawrence Livermore National Laboratory) و دانشگاه چینی هنگ‌کنگ(Chinese University of Hong Kong) اخیرا اظهار کرده‌اند فناوری چاپ سه‌بعدی می‌تواند تولید ساختارهای نانویی را ۱۰۰۰ برابر سریع‌تر کند.

به گزارش  چاپ و نشر به نقل از فیز، پژوهشگران در مطالعه اخیرشان از یک روش جدید مبتنی بر زمان برای کنترل نور از یک لیزر فوق‌العاده سریع استفاده کردند و توانستند یک روش چاپ سه بعدی نانو مقیاس تولید کنند که می‌تواند ساختارهای ریز و کوچک را ۱۰۰۰ برابر سریع‌تر از روش‌های معمول "لیتوگرافی دو فوتونی"(TPL) و بدون این که وضوح تصویری را نشان دهد، تولید کند.

با وجود توان عملیاتی بالا، تکنیک جدید موازی سازی شده موسوم به "طرح ریزی فمتوثانیه لیتوگرافی دو فوتونی"(femtosecond projection TPL) وضوحی با عمق ۱۷۵ نانومتر تولید می‌کند که از روش‌های پیشین بهتر است و می‌تواند سازه‌هایی با دهانه ۹۰ درجه که در حال حاضر نمی‌توان ساخت را تولید کند.

این روش می‌تواند منجر به تولید داربست‌های زیستی، قطعات الکترونیکی انعطاف پذیر، واسط‌های الکتروشیمیایی، میکرو نوری، فراماده مکانیکی و نوری و سایر ریزساختارها و نانوساختارهای کاربردی شود.

تکنیک‌های تولید مواد افزودنی موجود در نانو مقیاس از یک نقطه از نور با شدت بالا(به طور معمول در حدود ۷۰۰ تا ۸۰۰ نانومتر قطر) برای تبدیل مواد فوتوپلیمر از مایعات به مواد جامد استفاده می‌کنند. از آنجا که این نقطه باید در کل ساختار ساخته شده اسکن شود، تکنیک لیتوگرافی دو فوتونی موجود زمان زیادی برای تولید سازه‌های پیچیده سه‌بعدی احتیاج دارد که توانایی آن را برای مقیاس‌بندی برای کاربردهای عملی محدود می‌کند.

"سورا سها"(Sourabh Saha) پژوهشگر ارشد این مطالعه گفت: به جای استفاده از یک نقطه نور واحد، ما یک میلیون نقطه را همزمان ایجاد می‌کنیم. این موضوع روند تولید را به طرز چشمگیری افزایش می‌دهد زیرا به جای کار با یک نقطه واحد که باید برای ایجاد ساختار اسکن شود، می‌توانیم از یک صفحه کامل از نور استفاده کنیم.

برای ایجاد یک میلیون نقطه محققان از ماسک دیجیتالی مشابه آنچه در پروژکتورها استفاده می شود برای ایجاد تصاویر و فیلم‌ها استفاده کردند. در این حالت ، ماسک با استفاده از یک لیزر فمتوثانیه الگوی نوری مورد نظر را در مواد پلیمری مایع پیش ساز ایجاد می‌کند. نور با شدت بالا باعث ایجاد یک واکنش پلیمریزاسیون می‌شود که مایع را به صورت دلخواه به جامد تبدیل می‌کند تا ساختارهای ۳ بعدی ایجاد شود.

هر لایه از ساختار ساخته شده توسط یک انفجار ۳۵ فمتوثانیه ای از نور با شدت بالا تشکیل می‌شود. پروژکتور و ماسک سپس برای ایجاد لایه بعد از لایه استفاده می‌شوند تا اینکه کل ساختار تولید شود. سپس پلیمر مایع برداشته می شود و جامد را پشت سر می‌گذارد. تکنیک طرح ریزی فمتوثانیه لیتوگرافی دو فوتونی به محققان اجازه می‌دهد تا در هشت دقیقه ساختاری را تولید کنند که تا پیش از این تولید فرایندهای اولیه آن چندین ساعت به طول می‌انجامید.

برخلاف چاپ ۳ بعدی مصرف کننده که از ذرات پاشیده شده بر روی سطح استفاده می‌کند ، تکنیک جدید عمیق وارد پیش ماده مایع می‌شود و امکان ساخت سازه‌هایی را فراهم می‌کند که نمی‌توان تنها با ساخت سطحی تولید کرد.

محققان طی این مطالعه سازه‌های معلق میلی متری که از ۱۰۰ میکرون کوچک‌تر هستند، چاپ کرده‌اند. این ساختار در حالی که ساخته می‌شود از بین نمی‌رود، زیرا مایع و جامد تقریباً دارای چگالی یکسان هستند و تولید آنقدر سریع اتفاق می‌افتد که مایع زمانی برای از بین رفتن ندارد.

 

 

دانشمندان هاروارد در تجربیات آزمایشگاهی خود با استفاده از سلول‌های زنده انسان «چاپ» بافت قلبی کارآمد و مصنوعی را توسعه داده‌اند.

به گزارش چاپ و نشر به نقل از دانشجو، در اوایل دهه ۹۰ سلامتی جیم گلیاسون بدتر شد. قلب او با یک عفونت دچار مشکل شد و دکتر‌ها تشخیص دادند که نیازمند قلب جدید است. گلیاسون در لیست اهدای عضو قرارگرفت. درنهایت قلب یک مرد ۳۸ ساله که مرگ مغزی شده بود به او اهدا شد. اما همه شانس زندگی دوباره را ندارند. برخلاف پیشرفت‌های مدرن دارو پیوند اعضا از دهه ۹۰ تا کنون تغییر زیادی نکرده است. هنوز هم اعضا از بدن فرد دهنده خارج می‌شود و به گیرنده می‌رسد.

در سال ۱۹۹۴ گلیاسون فقط ۵ هفته در لیست انتظار بود. امروزه یک بیمار برای پیوند معمولی قلب نه ماه برای اهدای عضو منتظر می‌مانند که ممکن است در این مدت جان خود را از دست بدهند. تکنولوژی‌هایی مثل چاپ ۳ بعدی ممکن است یک راه حل ارائه بدهد. دنیایی را تصور کنید که می‌توانید در آن قلب بسازید و یک جایگزین برای آن خلق کنید.

اکنون، دانشمندان هاروارد یک قدم به واقعیت نزدیک‌تر شدند. در تجربیات آزمایشگاهی آن‌ها یک فناوری جدید توسعه دادند که از سلول‌های زنده انسان برای «چاپ» بافت قلبی کارآمد و مصنوعی توسعه داده‌اند. ابداعی که می‌تواند هزاران زندگی را نجات بدهد. برخلاف تلاش‌های قبلی، بافت قلبی جدید آزمایشگاهی مثل قلب معمولی می‌تپد و با عروق خونی که برای زنده ماندن بعد از پیوند لازم است، مجهز شده‌اند.

این فناوری به نام SWIFT باید اول در موش‌ها و دیگر حیوانات تست و بعد در انسان آزمایش شود. متخصصان معتقدند اگر این فناوری در باقت قلب جواب بدهد می‌تواند در بافت‌های دیگری مثل کبد، کلیه‌ها و دیگر اعضاض حیاتی استفاده شود.

لوییز استاد هاروارد و همکارانش راهی برای کنارهم گذاشتن درست و محکم سلول‌های زنده برای شبیه سازی تراکم بدن انسان پیدا کردند. همزمان آن‌ها تونل‌های کوچکی بین سلول‌ها ایجاد کردند تا سلول‌های خونی را که برای رساندن اکسیژن حیاتی یا دیگر مواد لازم است، همانند سازی کنند.

آنتونی آتالا گفت: «این فناوری بسیار خوبی است. اساساً شبیه ساختن خانه است. وقتی شما دیوار می‌سازید همزمان سیم کشی خانه را هم انجام می‌دهید.»

قبلا دانشمندان با استفاده از چاپ سه بعدی می‌توانستند با استفاده از سلول‌های بنیادی انسان ساختار اساسی قلب را ساختند. به طور جداگانه، دانشمندان قادر به استفاده از جوهر برای ایجاد کانال‌های ریز و درشتی بودند بافت‌ها را از هم جدا می‌کنند تا به بافت زنده آسیب نزنند.

SWHFT تمام این تکه‌ها را کنار هم قرار می‌دهند و یک بافت قلبی که می‌تواند برای یک هفته ضربان داشته باشد، می‌سازند.

بیشتر بخوانید: ساخت پروتز کاسه چشم با کمک فناوری چاپ سه بعدی

 ملیسا لیتل ازموسسه ملبورن می‌گوید: «این یک پیشرفت بسیارخوب است و قدمی در مسیر درست برای ایجاد بافت‌های بیشتر است.»

 موضوع قابل توجه این است که هنوز رگ‌های کوچک در بافت ۳ بعدی با لایه‌های محافظ شبیه عروق انسان است، روکش نشده اند، اما تحقیقات جدید یک قدم محکم برای کارآمدی بافت مصنوعی است.

اگر فناوری SWIFT در قلب و بافت‌های دیگر موفق باشد می‌تواند پایانی برای کمبود ارگان‌های قابل اهدا باشد. در آمریکا بیشتر از ۱۲۰هزار نفر منتظر اهدای عضواند.

 براساس دپارتمان سلامت و خدمات انسانی آمریکا بطور میانگین در هر روز ۲۰ نفر که منتظر اهدای عضواند، می‌میرند.

 در سال‌های اخیر، میانگین روز‌هایی که بیماران در لیست انتظارند ۲۷۳ است و بعضی از آن‌ها قبل از اهدای عضو می‌میرند.

اعضا با توجه به نزدیکی جغرافیایی و نیاز پزشکی تقسیم می‌شوند. برای مثال، قلب‌ها و ریه‌ها باید طی ۴ تا ۶ ساعت پیوند زده بشوند بنابراین آن‌ها را به نزدیکترین گیرنده می‌فرستند. حتی اگر آن گیرنده لزوما بیشترین نیاز پزشکی را نداشته باشند.

دانیل وکلر، متخصص زیست شناس، استاد برجسته اخلاق و سلامت جمعیت در هاروارد گفت: «کمبود اندام اهداکننده گزینه‌های دشواری را برای خود بیماران ایجاد کرده است.»

اگر شما در لیست انتظار باشید گاهی عضوی به شما پیشنهاد می‌شود که بهترین گزینه نیست. پذیرفتن یک عضو نه چندان عالی برای کسانی که در لیست پیوند هستند ریسک است. در حالیکه اهدای عضو می‌تواند فرصت مناسبی برای نجات زندگی انسان باشد همیشه احتمال بروز مشکلات سلامتی با بافت جدید وجود دارد.

یکی از مهمرین مزیت‌های ارگان‌های چاپی سه بعدی این است که می‌تواند از سلول‌های خود بیمار به عنوان سازه‌های اصلی اندام جدید استفاده کنند، در نتیجه به طور چشمگیری شانس عدم پذیرش بافت را کاهش می‌دهد.

شرکت نانودیمنشن، تولیدکننده افزودنی‌های نانویی برای چاپ سه‌بعدی، محصول جدیدی ارائه کرده که با استفاده از آن می‌توان بورد‌های مدارچاپی سه‌بعدی را با کارآیی بالا و کمترین هزینه تولید کرد.

به گزارش چاپ و نشر به نقل از دانشجو؛ شرکت نانودیمنشن (Nano Dimension) ارائه‌دهنده افزودنی‌های نانویی برای صنعت الکترونیک اعلام کرد که این شرکت فناوری جدیدی برای تسهیل چاپ سه‌بعدی مدارهای الکترونیکی ارائه کرده است.

فناوری LDM پیش از این در کارخانه این شرکت در مونیخ برای استفاده در بخش هوافضا و الکترونیک صنعتی مورد بهره‌برداری قرار گرفته بود.

آندریاس سالمون مسئول پروژه چاپ سه‌بعدی در هنسولدت می‌گوید: «فناوری دراگون فلای LDM یک فناوری انقلابی بوده که با استفاده از چاپگرهای دراگون فلای امکان تولید مدارهای الکترونیکی در مقیاس‌های کم را با سرعت و سهولت فراهم می‌کند. این یک افزودنی عالی برای چاپ سه‌بعدی است که ما را قادر می‌سازد تا برنامه‌های نوآورانه را با سرعت بالاتر و هزینه نگهداری کمتر پیاده‌سازی کنیم.»

این فناوری امکان چاپ مستمر و تولید بوردهای مدارچاپی سه‌بعدی چندلایه را فراهم می‌کند که این کار به مدد وجود هد چاپ خودتمیزشونده قابل انجام است. این شرکت اعلام کرد که این فناوری را فراتر از مرحله پروتوتایپ خواهد برد تا شرکت‌ها بتوانند از آن برای تولید بوردهای مدارچاپی سه‌بعدی و دیگر قطعات الکترونیکی استفاده کنند.

آمیت درور مدیرعامل و بنیان‌گذار شرکت نانودیمنشن می‌گوید: «دراگون فلای LDM به‌گونه‌ای طراحی شده که به مشتریان ما کمک کند تا برای انقلاب صنعتی ۴ آماده شوند و بتوانند در فضای رقابتی صنعت الکترونیک به‌صورت رقابت‌پذیر عمل کنند. این دستگاه همانند نمونه‌های پیشین دراگون فلای، اولین نوع از این فناوری است که وارد بازار می‌شود و با دقت طراحی شده تا چاپ سه‌بعدی را با عملکردی ساده و سریع و با قیمت پایین انجام دهد. ما اطمینان داریم که این فناوری می‌تواند بهترین تولید را در صنعت الکترونیک چاپی انجام دهد و به شرکت‌ها کمک می‌کند تا نوآورانه‌تر کار کرده و با بهره‌وری بالاتر، هزینه کمتر و با سرعت بیشتر محصول خود را به بازار عرضه کنیم.»

سال‌هاست که دانشمندان اندام‌هایی را در آزمایشگاه‌ها رشد داده‌اند ولی ما هنوز سال‌ها از آماده شدن این فناوری به طور کامل دور هستیم.

به گزارش چاپ و نشر به نقل از انگجت، اندام‌هایی که در آزمایشگاه‌ها رشد کرده‌اند،  معمولا به اندازه‌ای کوچک هستند که نمی‌توان از آن‌ها در بدن انسان استفاده کرد.

علاوه بر آن این اندام‌ها فاقد مکانیسمی کارآمد برای اکسیژن‌رسانی به بدن هستند.

حال، گروهی از محققان موسسه "ویس"(Wyss) دانشگاه "هاروارد" راه‌حلی توسعه داده‌اند که رگ‌های خونی را روی بافت‌های زنده چاپ سه‌بعدی می‌کند.

این تکنیک "SWIFT" نام دارد و دانشمندان را قادر می‌سازد که اندام‌های بزرگ‌تر و مؤثرتری بسازند.

این تیم تحقیقاتی توانستند با استفاده از سلول‌های بنیادی یک بافت قلب بسازند که می‌توانست در یک دوره هفت روزه ضربان داشته باشد.

سپس آنها سلول‌های بنیادی را درون قالب جمع کردند. بعد از آن جوهر چاپ مربوطه را با استفاده از چاپ سه بعدی در ماتریکس الگوبرداری کردند. در نهایت، جوهر برداشته شد تا کانال‌هایی را نشان دهد، که به عنوان رگ‌های خونی عمل می‌کنند.

حفره‌های باز در رگ‌های خونی با سلول‌های درون رگی پوشانده شدند تا از رگ واقعی تقلید کنند.

چاپ زیستی با استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی هنوز در مراحل اولیه خود است.

بر خلاف پوست و استخوان‌های چاپ سه‌بعدی شده، اندام‌های چاپ سه‌بعدی نیازمند رگ‌هایی هستند که شبکه‌های وسیعی از عروق خونی در آن‌ها قرار دارد.

 محققان معتقدند که روش "SWIFT" می‌تواند با هر نوع سلولی کاربرد داشته باشد.

با اینکه این فناوری هنوز در مراحل اولیه خود است، می‌تواند راهی را برای محققان به ارمغان آورد که در آزمایشگاه به تولید اندام‌های بدن بپردازند.

چاپ سه‌بعدی اجزای مختلف قلب انسان پژوهشگران را به چاپ سه‌بعدی قلبی کامل با عملکردی همچون قلب واقعی نزدیک‌تر کرده است.

چاپ زیستی بافت‌های انسانی هنوز در مراحل اولیه‌ی پیشرفت خود قرار دارد اما یک فناوری درحال ظهور است که فرصت‌های هیجان‌انگیزی نظیر چاپ سه‌بعدی اعضای بدن انسان را فراهم می‌کند. اکنون این هدف علمی کمی نزدیک‌تر شده است زیرا پژوهشگران دانشگاه کارنگی ملون خبر از پیشرفتی داده‌اند که امکان چاپ بخش‌هایی از قلب را در مقیاس کامل می‌دهد. عملکرد برخی از این اجزا همچون عملکرد اجزای قلب واقعی است.

سلول‌های تخصصی که اعضای مختلف بدن انسان را می‌سازند، به‌وسیله ساختاری که به آن ماتریکس خارج سلولی گفته می‌شود، درکنار هم قرار می‌گیرند. ساختار مذکور شبکه‌ای پروتئینی است که نه‌تنها همه چیز را در کنار هم حفظ می‌کند بلکه سیگنال‌های بیوشیمیایی مورد نیاز برای عملکرد منظم و سالم یک عضو را نیز فراهم می‌کند. کلاژن پروتئینی است که نقش کلیدی در این انسجام ساختاری دارد اما وقتی صحبت از چاپ زیستی می‌شود، چالش‌های منحصربه‌فرد و قابل‌توجهی را به‌همراه دارد. آندرو هادسون، نویسنده‌ی مقاله می‌گوید:

کلاژن یک ماده‌ی زیستی بسیار مطلوب برای چاپ سه‌بعدی است زیرا عینا هرکدام از بافت‌های موجود در بدن را می‌سازد. اگرچه چیزی که موجب مشکل در زمینه‌ی چاپ سه‌بعدی می‌شود، این است که کلاژن به‌صورت یک مایع به جریان می‌افتد، بنابراین اگر بخواهید با استفاده از آن عضوی را چاپ کنید، فقط گودالی روی پلتفرم ساخته شده‌ی شما تشکیل خواهد شد؛ بنابراین ما تکنیکی را توسعه دادیم که مانع از تغییر شکل آن شود.

تکنیکی که هادسون به آن اشاره می‌کند، متکی بر هیدروژلی مخصوص است که پژوهشگران می‌توانند از آن به‌عنوان یک پشتیبان موقت برای پیشگیری از ریزش کلاژن استفاده کنند.

 

 

 یک دریچه‌ی قلب سه‌بعدی که به‌وسیله‌ی پژوهشگران دانشگاه کارنگی ملون تولید شده است

 

ژل به‌عنوان یک حمام عمل می‌کند و به کلاژن اجازه می‌دهد که بتواند لایه‌لایه رسوب کرده و ساختار جامد درون آن را بسازد. پس از اتمام کار، ژل پشتیبان را می‌توان به‌آسانی با گرم کردن آن تا دمای اتاق حذف کرد و یک ساختار کلاژنی چاپ‌شده بر جای می‌ماند. پژوهشگران از این تکنیک برای ساخت مجموعه‌ای از اجزای قلب در مقیاس انسانی استفاده کردند. آن‌ها همچنین سلول‌های ماهیچه قلب را به کار گرفتند و از داده‌های تصویربرداری قلب برای بازآفرینی عروق خونی، دریچه‌های قلبی که باز و بسته می‌شدند و بطن‌های قابل انقباض استفاده کردند. آدام فینبرگ، استاد مهندسی پزشکی که این کار در آزمایشگاه او انجام شده است، می‌گوید:

ما نشان دادیم که می‌توانیم با استفاده از سلول‌ها و کلاژن قطعاتی از قلب مانند دریچه‌ی قلب یا یک بطن تپنده را بسازیم که واقعا عملکرد دارند. با استفاده از داده‌های MRI قلب یک انسان، ما توانستیم ساختار آناتومیکی اختصاصی بیمار را بازتولید و کلاژن و سلول‌های قلبی را چاپ سه‌بعدی کنیم.

هرچند هنور فاصله‌ی عظیمی بین ساخت اجزای قلب و چاپ قلب کاملی که بتواند نیاز بیماران به پیوند قلب را برطرف کند، وجود دارد اما این موفقیت قدم امیدوارکننده‌ی دیگری رو به جلو است. پژوهشگران درحال تلاش هستند تا به کمکی شرکتی به نام Fluidform این تکنیک را تجاری‌سازی کنند. فینبرگ اضافه می‌کند:

 درک این نکته مهم است که هنوز سال‌های زیادی باید صرف پژوهش در این زمینه شود اما همین موضوع نیز باید هیجان‌انگیز باشد که ما در حال پیشرفت واقعی درزمینه‌ی مهندسی بافت‌ها و اعضای عملکردی انسان هستیم و این مقاله گامی در جهت این مسیر است.

نتایج این پژوهش در مجله‌ی Science منتشر شده است.

منبع: زومیت

مهندسان دانشگاه کالیفرنیا لس آنجلس برای کار بر روی ابداع یک نوع بتن جدید سازگار با محیط زیست با فناوری چاپ سه بعدی، ۱/۵ میلیون دلار کمک مالی دریافت کردند.

به گزارش ایسنا و به نقل از ساینس دیلی، بتن ماده‌ای است که به طور گسترده در سراسر دنیا برای ساخت و ساز استفاده می‌شود و بیشترین تولید و مصرف را در دنیا دارد.

با این حال، ساخت و استفاده از آن در حال حاضر منجر به تولید کربن و آلودگی بالای محیط زیست می‌شود و با توجه به افزایش آگاهی و تلاش برای کاهش ردپای کربن در سرتاسر جهان به مهندسان گفته شد تا راهی برای ایجاد بتن سازگار با محیط زیست پیدا کنند.

به تازگی به یک تیم از مهندسان دانشگاه کالیفرنیا لس آنجلس(UCLA) مبلغ ۱.۵ میلیون دلار کمک مالی از بنیاد ملی علوم آمریکا(NSF) برای تولید بتن چاپ سه بعدی سازگار با محیط زیست اعطا شده است.

 

اما سیمان آن در حال حاضر چگونه فرآوری می‌شود؟

سیمان، بخشی که موجب قوام و چسبندگی بتن است، هشت درصد از ردپای کربن در بتن را تشکیل می‌دهد.

آنچه این تیم تحقیقاتی سعی در کشف آن دارد، گزینه‌های مختلف برای فرآوری سیمان و ترکیب کربن دی اکسید در فرآیند تولید است. امید است که محصول نهایی باعث کاهش ۶۰ درصدی اثر کربن نسبت به محصولات فعلی شود.

این تیم توسط "ماتیو باوچی" دانشمند مواد محاسباتی و استادیار مهندسی عمران و محیط زیست در دانشگاه کالیفرنیا هدایت می‌شود.

باوچی گفت: این کمک هزینه به ما امکان می‌دهد تا از پیشرفت‌های اخیر در هوش مصنوعی و یادگیری ماشین برای طراحی یک محصول پایدارتر استفاده کنیم. هدف ما این است که به ساخت و ساز در کنار حفاظت از محیط زیست کمک کنیم.

گذشته از مزایای زیست محیطی در چاپ سه بعدی بتن، چاپ سه بعدی بتن مزایای دیگری نیز دارد. به عنوان مثال باعث صرفه جویی در وقت می‌شود. به طوری که آنچه معمولا دو هفته می‌کشد، می‌تواند طی سه تا چهار روز انجام شود.

از این گذشته، خطرات آسیب دیدگی و هدر رفت مواد نیز به طرز چشمگیری کاهش می‌یابد.

علاوه بر این‌ها، استفاده از مصالح ساختمانی کمتر، صرفه اقتصادی نیز به همراه دارد که در کنار جنبه سازگاری با محیط زیست می‌توان گفت که اثر شگرفی بر ساخت و ساز خواهد گذاشت.

گذشته از همه این دلایل فوق‌العاده جالب، چاپ سه بعدی بتن به ایجاد برخی از اشکال در ساخت ساختمان‌های مسکونی کمک می‌کند که دست معمار را برای خلق ساختمان‌های جالب و کاربردی باز می‌گذارد.

بعد از موفقیت در چاپ سه‌بعدی قلبی در ابعاد قلب انسان، محققان دانشگاه کارنگی ملون اقدام به تاسیس شرکتی برای تجاری‌سازی این فناوری کردند.

به گزارش چاپ و نشر به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، شرکت فلویدفورم (Fluidform) توسط محققان دانشگاه کارنگی ملون برای تجاری‌سازی فناوری زیست‌ چاپگر تاسیس شد.

هرچند چاپ زیستی بافت‌ انسانی در مراحل اولیه توسعه خود قرار دارد اما این حوزه فرصت‌های جالب توجهی را مانند تولید سه‌بعدی اندام‌های بدن انسان می‌تواند در آینده نزدیک ایجاد کند.

محققان دانشگاه کارنگی ملون موفق شدند تا قطعات مربوط به قلب انسان را که شباهت زیادی به نمونه‌ واقعی دارد، تولید کنند. آندره هودسن از محققان این پروژه می‌گوید: «کلاژن یک زیست‌ماده بسیار عالی برای چاپ سه‌بعدی است چرا که در بافت بدن وجود دارد، اما آنچه باعث دشواری چاپ سه‌بعدی می‌شود این است که کلاژن در سیستم سیال است و باید به صورت خشک شده در ساختار نهایی قرار داده شود. ما در این پروژه روشی برای ممانعت از این مشکل ارائه کردیم.»

محققان هیدروژلی ساختند که می‌تواند مانع از فروپاشی کلاژن شود. این ژل به عنوان یک حمام عمل کرده و به کلاژن اجازه می‌دهد تا لایه به لایه روی سطح قرار گیرد و در نهایت ساختار صلبی را ایجاد کند. این ژل را می‌توان از محیط به سادگی خارج کرد که برای این کار باید به آن حرارت داد تا بخش پشتیبان حذف شده و در نهایت ساختار چاپ شده باقی بماند.

این گروه از این سیستم برای تولید بخش‌های مختلف یک قلب، در ابعاد قلب انسان، استفاده کردند. در این قلب از سلول‌های عضلات قلبی، کاردیومیوسایت‌ها، استفاده شده است. محققان از داده‌های تصویربرداری برای بازسازی رگ‌ها موجود در قلب استفاده کردند.

البته هنوز فاصله زیادی میان این قلب چاپ شده و یک قلب واقعی وجود دارد اما همین دستاورد هم یک گام رو به جلو برای تولید قلب است تا مشکل کمبود اعضای پیوندی در جهان برطرف شود. این پروژه تحقیقاتی در حال کار روی تجاری‌سازی این فناوری است و برای این کار شرکتی به نام فلویدفورم تاسیس شده است.

منبع: ایرنا

 

پروتز سفارشی فک پایین (مندیبل) به روش پرینت سه‌بعدی با همکاری پژوهشگران سه دانشگاه کشور ساخته شد.

به گزارش چاپ و نشر، پروتز سفارشی مندیبل به روش پرینت سه‌بعدی که کار تحقیقاتی مشترک پژوهشگران دانشگاه‌های تهران، صنعتی شریف و علوم پزشکی تهران است، ۵ مرداد ماه ۹۸ در جراحی موفقیت‌آمیز در صورت یک بیمار کار گذاشته شد.

دکتر مراد کریم‌پور، عضو هیأت علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهران، ضمن اعلام این خبر گفت: این بیمار به علت وجود یک تومور بدخیم که نیمی از استخوان فک پایین خود را از دست داده بود، سال گذشته تحت جراحی Hemimandibulectomy قرار گرفت. با نظر جراح معالج و نظر به تجربه قبلی تیم مهندسی، تصمیم گرفته شد پروتز سفارشی برای ترمیم استخوان مندیبل بیمار طراحی و ساخته شود.

وی افزود: پس از طراحی پروتز بر اساس هندسه اندام بیمار و تأیید توسط پزشک، پروتز مذکور به روش پرینت سه‌بعدی و با تکنیک SLM از جنس فلز تیتانیوم ساخته شد. پروتز مذکور مفصل TMJ را نیز شامل است که از جمله نوآوری‌های آن محسوب می‌شود.

به گفته این پژوهشگر، پروتز ساخته شده پس از تکمیل، شست‌وشو داده شد و با استفاده از اشعه گاما استریل و طی یک عمل جراحی در بیمارستان سینا در صورت بیمار کار گذاشته شد. هم‌چنین برای حصول اطمینان از دقت جراحی، موقعیت قرارگیری پروتز با استفاده از سیستم Surgical Navigation مورد بررسی قرار گرفت.

 

بیشتر بخوانید: بخش‌های کاربردی قلب به کمک چاپ سه‌بعدی ساخت شد

 

کریم‌پور، با اشاره به سابقه همکاری تیم پژوهشی ساخت پروتز خاطر نشان کرد: در بهمن ماه سال ۹۷ نیز پروتز سفارشی برای استخوان مندیبل خانم ۷۰ ساله با موفقیت طراحی، ساخته و طی جراحی در صورت این بیمار جاگذاری شد.

ساخت پروتز سفارشی مندیبل (فک پایین) با روش پرینت سه‌بعدی، حاصل تلاش تیم پژوهشی محققان سه دانشگاه کشور است که در آن دکتر مراد کریم پور از دانشگاه تهران، دکتر فرزام فرهمند از دانشگاه صنعتی شریف و دکتر سیدعلیرضا پرهیز از دانشگاه علوم پزشکی تهران حضور دارند.

یافته جدید دانشمندان موفق به ساخت بخش های کاربردی قلب از جنس کلاژن به کمک چاپگر سه بعدی شده اند. موفقیتی که می تواند روزی امکان تولید مجدد کل اندام های بدن را فراهم کند.

به گزارش چاپ و نشر به نقل از خبرگزاری فرانسه از واشنگتن؛ دانشمندان آمریکایی روز پنج شنبه اعلام کردند موفق به ساخت بخش های کاربردی قلب از جنس کلاژن به کمک چاپگر سه بعدی شده اند. موفقیتی که می تواند روزی امکان تولید مجدد کل اندام های بدن را فراهم کند.

به نوشته نشریه علمی « ساینس »، این تکنیک می تواند به تولید مجدد ساختارهای بیولوژیک پیچیده بدن انسان کمک کند.

آدام فینبرگ، یکی از این دانشمندان گفت: « آنچه که ما توانستیم نشان دهیم، این است که امکان چاپ سه بعدی دریچه قلب از کلاژن و عملکرد آن وجود دارد ».

تلاش های قبلی برای چاپ این بخش های قلب که به ماتریس های خارج سلولی شناخته شده است، به علت تطابق نداشتن نسوج و وضوح تصویر ضعیف، بی نتیجه بود.

پژوهشگران دانشگاه تل آویو ماه آوریل یک نمونه اولیه از قلب انسانی را که با بافت های انسانی و عروق به صورت سه بعدی چاپ شده بود، ارائه کردند اما این قلب قادر به پمپاژ نبود.

کلاژن یک ماده ایده آل است، زیرا در همه بافت های بدن انسان وجود دارد. نتیجه تلاش های اولیه برای چاپ سه بعدی، حالت ژلاتینی داشت، اما دانشمندان دانشگاه کارنگی ملون آمریکا موفق شدند با استفاده از تغییرات pH ، آن را به شکل جامد درآورند.

آدام فینبرگ گفت: « این نخستین نمونه از یک دریچه است، بنابراین ما می توانیم محصول بهتری طراحی کنیم ».

این تکنیک می تواند روزی به بیمارانی که در انتظار پیوند قلب هستند کمک کند، اما ابتدا باید روی حیوانات و سپس روی انسان آزمایش شود.

این دانشمند آمریکایی گفت: « من فکر می کنم در کوتاه مدت می توان یک اندام مانند قلب را که پس از سکته قلبی یا آسیب کبدی دچار نارسایی عملکرد شده است، ترمیم کرد ».