Resumen gráfico. Préstamo: Material (2023). DOI: 10.1016/j.matt.2023.04.017
Zhu Zhiqiang, Prof. Si Ting, Prof. Xu Xiaorong y su colega de la Escuela de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) de la Academia de Ciencias de China (CAS), propusieron recientemente un nuevo método para modelar materiales blandos llamado Impresión aerodinámica pulsada programable (PPAP). El estudio fue publicado en línea en la revista Material.
La fabricación y el modelado controlados de materiales blandos desempeñan un papel importante en biología, medicina, química, ciencia de materiales e ingeniería. La impresión de gotas funciona como una estrategia eficiente capaz de ajustar el tamaño, la estructura y la composición de las microgotas, por lo que se usa cada vez más en el campo de la robótica blanda, la bioimpresión y más.
Como indicador básico en la impresión sobre materiales blandos, el número Z, definido como el recíproco del número de Ohnesorge, representa la aplicabilidad y flexibilidad de los materiales. El desafío para los métodos actuales sigue siendo lograr una impresión precisa de gotas de múltiples interfaces con una amplia gama de números Z.
Para ampliar el rango del número Z, los científicos introdujeron una técnica PPAP que utiliza un método de control de flujo externo para proporcionar un alto cizallamiento en microflujos de gotas basado en un mecanismo de generación de gotas y una combinación innovadora de generación de gotas multicompartimental e impresión 3D.
Este método de aplicación de fuerza activa también pudo reducir el tamaño y aumentar la velocidad de impresión, lo que simplifica la fabricación de gotas multicámara y es fundamental para las estructuras y dispositivos micro-nano funcionales.
Luego, los investigadores construyeron un modelo teórico para la producción de gotas de múltiples cámaras, revelando el principio mecánico de PPAP. Usando simulación numérica, verificaron la estabilidad y la repetibilidad de la generación de gotas.
Este estudio mostró que PPAP muestra un amplio potencial en la encapsulación celular, la liberación controlada de fármacos, el autoensamblaje, la microestructura 3D, etc. Ahora se puede imaginar un nuevo camino de desarrollo para estructuras y dispositivos micro-nano funcionales.
Más información:
Zhiqiang Zhu et al., Impresión aerodinámica pulsada programable para producción compuesta de múltiples interfaces, Material (2023). DOI: 10.1016/j.matt.2023.04.017