Что происходит с мягкими материалами, когда исчезает гравитация? Чтобы ответить на этот вопрос, физики провели сложный эксперимент по гидродинамике на суборбитальной ракете.
Исследовательская ракета MAPHEUS-16 высотой более 13 метров подняла полезную нагрузку массой около 500 килограммов на высоту 267 километров, после чего упала обратно на Землю. Этот полет обеспечил специалистам Амстердамского университета шесть минут невесомости — достаточно, чтобы провести уникальный эксперимент, невозможный в земных условиях.
За эти шесть минут физики успели напечатать на 3D-принтере крупные капли мягкого материала, похожего на чернила для биопечати. Биопечать — это перспективная технология, при которой смесь живых клеток и специальных материалов печатается в нужной форме для создания тканей. Она открывает огромные возможности для регенеративной медицины, тканевой инженерии и косметологии.
Эксперимент получил название COLORS. С помощью специальной оптической установки ученые наблюдали, где внутри напечатанного материала возникают механические напряжения — внутренние силы, появляющиеся при растекании и слиянии капель. Напряженные области проявлялись на изображениях как яркие цветные участки. Понимание того, как и где возникают эти напряжения, критически важно: при застывании материала они могут фиксироваться внутри него, создавая слабые места, в которых напечатанный объект с наибольшей вероятностью сломается.
На поверхности Земли такой эксперимент провести невозможно. Сила тяжести слишком велика и маскирует слабые, но очень важные внутренние силы. «Временно сняв фактор графитации, суборбитальный полет позволил нам напрямую наблюдать напряжения внутри жидкости, сохраняя при этом остальные условия, важные для продвинутой 3D-печати и биопечати», — объясняет руководитель исследовательской группы, доктор Ольфа Д’Анджело.
Источник: hi-tech.mail.ru