זה היה בשנת 1726 כי סר אייזק ניוטון שיתף לראשונה את הסיפור כיצד התיישב פעם אחת מתחת לעץ תפוחים והרהר מדוע הפירות נפלו היישר אל האדמה. הפיזיקאי אמר שמדיטציות אלה בצד הגזע הן מה שהוביל אותו בעבר לתייצב את תורת הכובד בשנת 1687. היו כאלה שהגזימו אפילו את הסיפור והציעו שהרעיון הכה אותו ממש בצורה של תפוח לראש.
עם זאת, אנו לא מחכים לעתים קרובות לתפוח שייפול מענף כדי לתפוס אותו. אנו במקום זאת מורטים אותה בעצמנו - משימה קלה כאשר האובייקט מוצק.
כאשר אנו מתמודדים עם נוזלים, ומנסים לייצר טיפות, אנו עדיין נתונים לחסדי הכובד. צריך רק לנהל טיפות עיניים עצמית, באמצעות פיפטה שמגיעה עם בקבוקון שנרכש בחנות, פעם כדי לדעת כמה קשה לרתום את כוחות הכובד לטובתך ולהנחות טיפות מדויקות בהתאם למינון שנקבע לך- גלגל עיניים פתוח.
המכונות הנוכחיות המשמשות להזרקת נוזלים בכמוסות הגלולה מוגבלת באופן דומה בכוח הכובד, כמו גם המנגנון בתוך מדפסת שיורקת דיו על פיסת נייר או אפילו חרירים שמפזרים את המרכיבים המוזלים להכנת סוכריות.
עם זאת, אם ניתן להתריס נגד הכוח השומר על כולנו מעוגן, נפתחת תחום שלם של אפשרות - במיוחד בתחום המתפתח של ייצור תוספים, בו משתמשים בטכנולוגיה לבניית חפצים תלת מימדיים שכבה עדינה אחת בכל פעם. חוקרים מאוניברסיטת הרווארד מדווחים היום ב- Science Advances כי הם פיתחו טכניקה חדשה המשתמשת בגלי קול כדי לשלוט על הדפסת טיפות לפי דרישה, לא משנה צמיגות הנוזל.
על ידי שליטה על מיקום המטרה, ניתן להפקיד את הטיפות הנפלטות בזהירות ולתבניות בכל מקום. בדוגמה זו טיפות דבש מעוטרות על גבי מצע זכוכית. (דניאל פורסטי, ג'ניפר א. לואיס, אוניברסיטת הרווארד) יתכן שלא שלא כמו ניוטון עצמו, הסופר הראשי של המחקר דניאל פורסטי, פיזיקאי מיושם בהרווארד, עבד על מחקר שאינו קשור במעבדה שלו, תוך שימוש במריחה אקוסטית כדי להשעות דברים כמו גרגירי קפה, מים ואפילו קיסמים באוויר, כאשר הרעיון להחיל מה שהוא עשה להדפיס פגע בו. הוא הצליח להעמיד את ראייתו במבחן כאשר הפך לבחור פוסט-דוקטורט במעבדה בבימויו של ג'ניפר לואיס, מדען חומרים בהרווארד וסופר משותף למחקר המתמחה בהדפסת תלת מימד.
מדפסות הזרקת דיו אופייניות מייצרות תמונות באמצעות טיפות דיו זעירות, אך סוג הדיו המשמש צריך להתאים לנקודה מתוקה של צמיגות - בערך פי 10 יותר צמיגה ממים - כדי לזרום בקלות מספיק כדי ליצור טיפות במהירות ולזלף מטה בעזרתן של כוח הכבידה. אבל מה אם תרצו לקבל יותר פיקוד על נוזלים עבים יותר, תהו החוקרים. לפעמים ביופולימרים על בסיס סוכר, דביקים כמו דבש - אנו מדברים פי 25, 000 יותר צמיגים מאשר מים - משמשים לייצור תרופות ביו-תרופות.
מתוך מטרה זו בראש, הצוות יצר כלי שנקרא subWAVE, או ewustel-acoustophoretic באורך גל המשנה, שהוא שם מדעי מפואר למכשיר זעיר עם תא גלילי בו שדה אקוסטי מוגבל סופר יוצר כוח משיכה חזק פי מאה מ כוח הכבידה בקצה זרבובית מדפסת קטנה.
באמצעות תת-הגלים, יצרו החוקרים ערימת טיפת מתכת נוזלית. (דניאל פורסטי, ג'ניפר א. לואיס, אוניברסיטת הרווארד) נוזל יורד במורד הזרבובית וכשהוא מגיע לקצה, טיפה מתחילה לצמוח. אתה יכול לראות את זה קורה כשאתה מפעיל את הברז שלך פעם אחת ולראות את הטפטפות צומחות לפני שצלל לעבר קרקעית הכיור. ממש כשהטיפה מגיעה לגודל הרצוי, מנוהלים גלי קול מבוקרים הממלאים את החדר בעוצמה כזאת שהטיפה נשלפת ממש מעל קצה המוט - ממש כמו "תפוח מעץ", אומר לואיס - ומונחה בבטחה אל החומר. למטה היכן שצריך להדפיס או להזריק.
"השימוש בקרינה אקוסטית בכדי להפיל טיפות מהזרבוב הוא חדש ומגניב מאוד", אומר ברוס דרינקווטר, מהנדס קולי מאוניברסיטת בריסטול שלא היה מעורב במחקר. "המשמעות היא שכאשר הטיפה מתגלה, ניתן לשלוף אותה בשליטה מהזרבובית. זה דומה לזוג ידיים בלתי נראות המעצבות ומעצבות את הטיפה כשהיא מופיעה. "
כאשר אתה מסתמך על כוח משיכה ישן פשוט כדי להזיז טיפות מדויקות למקומות מדויקים, צמיגות הנוזל או זרימתו מסבכת את המשימה. אבל כאשר הכוח המוחלט נשלל, הצמיגות לא כל כך משנה. הצוות הצליח להשתמש בטכנולוגיה זו כדי "להדפיס" טיפות של מגוון רחב של נוזלים, ממתכת נוזלית ועד שרף המשמשים לייצור עדשות מצלמה זעירות לנוזל תאי גזע.
הצוות הקפיד אוריאו עם טיפות דבש. (דניאל פורסטי, ג'ניפר א. לואיס, אוניברסיטת הרווארד) החוקרים מאמינים כי ניתן להשתמש בטכנולוגיה במגוון תחומים, אך היא מרגשת במיוחד את תעשיית התרופות ואת התחום המתפתח של הביולוגיה, הכרוך בהעברת חומר תא רגיש ומרוכז מאוד לחולים לטיפול במחלות. מכיוון שהצליל לא מחלחל בקלות נוזלים, ניתן היה להעביר את חומר התא העדין בבטחה באמצעות טכניקה חדשה זו, אומר לואיס.
"מה שהופך את זה ליצירה משמעותית מאוד הוא שהוא פחות או יותר תלוי בנוזל המודפס, שמרחיב את מגוון החומרים שניתן להדפיס", אומר דרינקווטר.
הם אפילו הדפיסו טיפות דבש על עוגיית אוריאו.
