Προβοσκίδες νεκρών κουνουπιών έγιναν ακροφύσια για «τρισδιάστατη νεκροεκτύπωση»

Όλοι γνωρίζουν πλέον τους 3D εκτυπωτές που κατασκευάζουν αντικείμενα στρώμα προς στρώμα, είτε πρόκειται για μικρά εξαρτήματα είτε για ολόκληρα σπίτια.

Τι γίνεται όμως αν θέλεις να τυπώσεις κάτι πιο μικρό; Ας πούμε, πιο μικρό από ένα ανθρώπινο κύτταρο;

Τη λύση θα μπορούσε να δώσει ένα ασυνήθιστο σύστημα που χρησιμοποιεί ένα εξαιρετικά λεπτό ακροφύσιο από προβοσκίδες νεκρών κουνουπιών.

Ο «νεκροεκτυπωτής», όπως τον βάφτισαν οι εφευρέτες του, τυπώνει γραμμές με πάχος μόλις 20 μικρόμετρα, λίγο λεπτότερες από ένα ανθρώπινο λεμφοκύτταρο.

Η ασυνήθιστη μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στο έγκριτο Science Advances, θα μπορούσε να βρει εφαρμογές στη βιοϊατρική, για παράδειγμα την εκτύπωση μικροσκοπικών σκαλωσιών πάνω στις οποίες αναπτύσσονται κύτταρα.

«Η τρισδιάστατη εκτύπωση υψηλής ανάλυσης βασίζεται κανονικά σε εξαιρετικά λεπτά ακροφύσια, τα οποία συνήθως παράγονται από ειδικά μέταλλα ή από γυαλί. Τα ακροφύσια αυτά είναι ακριβά, κατασκευάζονται δύσκολα και παράγουν περιβαλλοντκά απόβλητα» δήλωσε ο Ζανιού Λι του Πανεπιστημίου McGill στον Καναδά.

«Οι προβοσκίδες των κουνουπιών μάς επιτρέπουν να τυπώνουμε εξαιρετικά μικρές, ακριβείς δομές που είναι δύσκολο ή ακριβό να παραχθούν με συμβατικά εργαλεία» επισήμανε.

Εξελιγμένες να τρυπούν το δέρμα και να αντλούν αίμα από τα τριχοειδή αγγεία, οι προβοσκίδες των θηλτκών κουνουπιών είναι σωλήνες που αποτελούνται από πολλά ομόκεντρα στρώματα.

Τα οδοντωτά εξωτερικά στρώματα σκίζουν το δέρμα, ενώ ο εσώτερος σωλήνας λειτουργεί ως βελόνα που, αντί να ρουφά, αφήνει την πίεση του αίματος να γεμίσει το στομάχι του εντόμου.

Για τις ανάγκες της μελέτης, οι ερευνητές έκοψαν τις προβοσκίδες κουνουπιών εργαστηριακής εκτροφής που υποβλήθηκαν πρώτα σε «ευθανασία», όπως το θέτει η ανακοίνωση του πανεπιστημίου.

Κάτω από το μικροσκόπιο, οι ερευνητές συνέδεσαν τις βιολογικές βελόνες στο σύστημα εκτύπωσης χρησιμοποιώντας μια κόλλα ρητίνης. Στη συνέχεια εξέτασαν τη γεωμετρία και μέτρησαν την αντοχή των προβοσκίδων.

Εκκρίνοντας στρώματα βιολογικού μελανιού, ο εκτυπωτής δημιούργησε περίπλοκα, τρισδιάστατα σχέδια, όπως κυψέλες και φύλλα σφενδάμου.

«Διαπιστώσαμε ότι η προβοσκίδα του κουνουπιού αντέχει επανειλημμένους κύκλους εκτύπωσης, αρκεί να διατηρηθεί η πίεση εντός ασφαλών ορίων. Με σωστό χειρισμό και καθαρισμό, κάθε ακροφύσιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί πολλές φορές».

«Χρησιμοποιώντας υλικά βιολογικής προέλευσης ως υποκατάστατα περίπλοκων μηχανικών εξαρτημάτων, η μελέτη αυτή ανοίγει τον δρόμο για βιώσιμες και καινοτόμες λύσεις στην μικρομηχανική».