Исследователи имеют теперь 3D, напечатал новый вид устройства, которое может использовать ультразвук с высоким давлением, чтобы переместить, управлять, или разрушить крошечные объекты как частицы, снижения или биологическая ткань в весах, сопоставимых с клетками. Обеспечивая беспрецедентный контроль фотоакустических волн – которые произведены лазерами – такое устройство может быть полезным для того, чтобы провести точную операцию, анализируя свойства материалов, и для научного исследования в лаборатории, такой как в области микрогидродинамики.
«Преимущество акустики состоит в том, что это неразрушающее», сказал Клаус-Дитер Оль в Наньянском технологическом университете в Сингапуре. Его команда описывает их новое устройство на этой неделе в Прикладных Письмах о Физике от AIP Publishing. «Мы имеем намного лучший контроль над фотоакустической волной, и волна может быть даже разработана таким образом, что это служит цели механического привода головок».Этот контроль крайне важен.
Предыдущие устройства могли только произвести основные виды акустических волн: плоские волны, которые сосредотачивают к единственному пункту как путь лупу, сосредотачивают световые волны.Эти устройства, названные произведенными лазером, сосредоточили преобразователи ультразвука, работу, преобразовав лазерные импульсы в колебания. Ключевая роль преобразователя – стеклянная поверхность, которая действует как линза. Лазерные импульсы поражают стеклянную поверхность, которая покрыта в тонкой пленке углеродных нанотрубок.
Тепло заставляет это покрытие расширяться быстро, который производит колебания, должен был произвести высокочастотные и акустические волны с высоким давлением.Но потому что материал основания – стекло, он ограничен плоскими, цилиндрическими или сферическими формами. Более сложные формы трудные и дорогие, чтобы сделать из стекла.Новый тип преобразователя также производит акустические волны с высокочастотными лазерными импульсами.
Но вместо стекла, исследователи использовали 3D принтеры, чтобы сделать линзу из прозрачной жидкой смолы. При помощи 3D принтера они могли создать линзу любой формы, которая позволяет им производить акустические волны любой формы. В результате исследователи могут сосредоточить волны в многократных пунктах в то же время, или они могут управлять фазой волн и сосредоточить волны на различных пунктах неоднократно.Чтобы заставить их преобразователь работать, исследователи разработали новый метод, чтобы покрыть прозрачную смолу, рисуя слои нанотрубок полимера и углерода при комнатной температуре.
Обычные методы как смещение пара требуют высоких температур, которые расплавили бы вылеченную смолу. Их преобразователь доказательства понятия производит плоскую и сосредоточенную волну в то же время, и он выступил, а также стеклянный.
Приблизительно два квадратных сантиметра в размере, это стоит только приблизительно двух долларов, чтобы напечатать.То, что помещает этот подход отдельно, является лучшим контролем, объединенным с более простым и более дешевым производством. «Это позволяет Вам использовать акустику для новых заявлений», сказал Оль. Точность центра – вниз к сотням микронов – открывает применения в существенном анализе и хирургии. Это устройство могло помочь врачам лучше напасть на опухоли.
В частности, Оль предполагает это устройство, мог помочь хирургам-офтальмологам провести хирургию потока. Биомедицинские исследователи могут использовать акустические волны, чтобы измерить упругие свойства клеток в чашке Петри, видя, как они отвечают силам.Сосредотачивая волны в различных пунктах и времена, устройство может проявить, стригут силы и вид, одинокий, и управляют капельками, частицами или биологическими клетками.
Это был бы мощный инструмент в микрогидродинамике, например, который требует сильного, точного, и быстрого контроля жидкостей. С этой целью исследователи теперь используют 3D напечатанные фотоакустические преобразователи, чтобы сделать приводы головок.