Chú vịt bị dị tật ở chân được gắn chân nhân tạo bằng công nghệ in 3D

Một chú vịt con tên Buttercup sau khi sinh ra đã bị dị tật bẩm sinh ở chân, một chân của nó không ở đúng vị trí. Để giải quyết sự cố này, các nhà khoa học đã sử dụng công nghệ in 3D để tạo ra một bàn chân giả để nó có thể đi lại một cách bình thường. Trước khi tiến hành phẫu thuật và gắn chân giả bằng công nghệ in 3D, người chủ của chú vịt này đã thử cách vật lý trị liệu truyền thống nhưng cũng chỉ có thể giúp từ từ đưa bàn chân của nó về đúng vị trí. Tuy nhiên cách này làm cho việc đi lại của chú vịt rất là khó khăn.

Khi cách xử lý truyền thống thất bại, chú vịt Buttercup được gửi đến khu bảo tồn Feathered Angels Waterfowl Sanctuary, ở Arlington, Tennessee, Mỹ. Khi đến đây, người chủ mới của nó là Mike Garey nhận thấy là cần phải làm một điều gì đó, hoặc là chú vịt phải sống cả cuộc đời khổ sở. Một trong số đó là việc bước đi trên chân bị di tật có thể dẫn đến tình trạng nhiễm trùng và gây ra các hậu quả nghiêm trọng về sau.

Tháng Hai vừa qua, cái chân bị dị tật của Buttercup đã được cắt bỏ một phần, và Garey, vốn là một kỹ sư phần mềm, bắt đầu tìm kiếm các giải pháp để gắn chân nhân tạo cho chú vịt. Chắc chắn là chú vụ có thể đeo chân giả nẹp, nhưng Garey quyết định tặng cho Buttercup một cái chân mới tự nhiên hơn rất nhiều.

Cuối cùng, công ty in 3D NovaCopy đã chấp nhận in cho Buttercup một cái chân mới sử dụng chất liệu silicon thay vì nhựa cứng thông thường sử dụng trong các đối tượng in 3D khác. Tính mềm dẻo của silicon giúp cho chiếc chân mới của chú vịt có độ linh hoạt cao hơn và có thể đảm nhiệm được các chức năng cơ bản.

Thiết kế cuối cùng trông khá thú vj. Bàn chân 3D có một hốc bằng silicon có thể kéo giãn được chịu trách nhiệm kết nối chặt với phần chân còn lại của chú vịt, mà không khiến cho nó cảm thấy bất tiện. Nhóm nghiên cứu đã phải thực hiện nhiều lần và qua nhiều thiết kế thất bại, nhưng chắc chắn chú vịt Buttercup sẽ sớm có bàn chân mới để có thể đi lại một cách thoải mái.

Các bạn có thể theo dõi quá trình tạo chân giải bằng công nghệ in 3D cho chú vịt Buttercup thông qua trang Facebook mà nhóm nghiên cứu đã lập.

Cho các bạn muốn tìm hiểu thêm về công nghệ in 3D.

In 3D và cuộc cách mạng công nghệ y học

Theo: Gizmag

Chế tạo thành công pin Li-ion có kích thước chỉ bằng hạt cát với công nghệ in 3D

Các nhà khoa học đến từ đại học Harvard và đại học Illinois tại Urbana-Champaign mới đây đã tạo ra một loại pin Li-ion có kích thước nhỏ chỉ bằng một hạt cát bằng công nghệ in 3D. Loại pin micro này có thể được dùng cho các thiết bị điện tử siêu nhỏ, chẳng hạn như thiết bị cấy ghép y học và robot mô phỏng côn trùng.

Để tạo ra loại pin nói trên, nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi giáo sư Jennifer A. Lewis thuộc Havard đã phát triển một loại mực chuyên dụng với các đặc tính điện hóa cần thiết và có thể khô ngay khi được bơm ra ngoài. Sau một vài thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một loại mực làm cực dương (anode) với các hạt Lithium metal oxide và một loại mực làm cực âm (cathode) chứa một hợp chất Lithium metal oxide khác.

Bên cạnh mực in, nhóm nghiên cứu cũng chế tạo một chiếc máy in 3D đặc biệt, có thể tiết mực thông qua các vòi phun siêu hẹp. Lớp này chồng lên lớp kia, mực in đông lại thành các khối điện cực bện chặt vào nhau và mỏng hơn cả chiều rộng của một sợi tóc người. Sau khi định hình bộ khung cho pin, các nhà khoa học tiếp tục đóng gói các điện cực với một vỏ bọc bằng dung dịch điện phân.

In và đóng gói điện cực trong dung dịch điện phân.

Các phép đo trên sản phẩm cuối cùng cho thấy tỉ lệ sạc/xả, tuổi thọ và mật độ năng lượng của pin micro có thể so sánh tương đương với những loại pin thương mại.

Công nghệ trên vẫn cần thêm thời gian để có thể sử dụng trên các thiết bị điện tử thu nhỏ và theo giáo sư kỹ thuật sinh học kiêm giám đốc trường kỹ thuật và khoa học ứng dụng (SEAS) thuộc Havard - Donald Ingber, Wyss: "Thiết kế mực in sáng tạo của Jennifer đã mở rộng những ứng dụng thực tiễn của công nghệ in 3D và đồng thời mở ra những khả năng mới để thu nhỏ mọi loại thiết bị, cả trong lĩnh vực y học lẫn ngoài y học."

Kết quả nghiên cứu từ dự án của Jennifer đã được đăng tải trực tuyến trên tạp chí Advanced Materials.

Theo: PopSci

LEAP: động cơ máy bay ứng dụng công nghệ in 3D và gốm, tiết kiệm 15% nhiên liệu

CFM International, công ty sản xuất linh kiện dành cho máy bay lớn nhất thế giới cho biết họ đang phát triển một thế hệ động cơ máy bay mới với hiệu suất tiết kiệm nhiên liệu tới 15%, trong đó có nhiều vật liệu được sản xuất theo công nghệ in 3D. Với ý nghĩa đó, dự tính người ta sẽ tiết kiệm được 1 triệu USD/năm tiền nhiên liệu cho mỗi chiếc máy bay, một con số rất đáng kể. Ngoài ra, khi máy bay sử dụng ít nhiên liệu hơn cũng cùng nghĩa với việc nó thải ra ít khí CO2 hơn.

CFM cho biết, thế hệ động cơ mà họ đang nghiên cứu có tên là LEAP, trong đó có nhiều chi tiết được làm bằng gốm, vốn nhẹ và chịu được nhiệt độ thấp (khi máy bay bay trên không trung) tốt hơn các loại hợp kim từng được dùng trước đây. Thêm nữa, công nghệ in 3D cũng được ứng dụng để chế tạo những chi tiết máy cực kì phức tạp, vốn rất khó hoặc không thể thực hiện được từ trước tới nay nếu sử dụng phương pháp chế tạo truyền thống, ví dụ đúc hoặc dập khuôn. Được biết, CFM Int đã nhận được đơn hàng sản xuất hơn 4500 động cơ LEAP từ các khách hàng, những mẫu động cơ này khi hoàn thiện sẽ được sử dụng trên các máy bay như Airbus A320neo, Boeing 737 Max và Comac C919.

Nhà sản xuất nói rằng việc ứng dụng công nghệ in 3D và sử dụng vật liệu gốm trong sản xuất động cơ LEAP là bước đột phá mới trong công nghệ này. Gốm sẽ được dùng để thay thế cho những linh kiện trước đây được làm bằng nikel, và trong tương lai cũng sẽ được dùng để chế tạo những chi tiết máy, bởi gốm có đặc tính bền và chịu nhiệt độ âm và áp suất thấp tốt hơn kim loại.

Theo Technologyreview

Đại học California chế tạo cánh tay robot linh hoạt lấy ý tưởng từ đuôi cá ngựa

Có vẻ như những phát minh lấy ý tưởng từ thiên nhiên là "sở trường" của đại học California và hôm nay, nhóm nghiên cứu tại trường kỹ thuật Jacobs thuộc UC San Diego đã giới thiệu một cấu trúc độc đáo lấy tưởng từ bộ áo giáp của loài cá ngựa. Họ đang tìm cách áp dụng cấu trúc này vào lĩnh vực robot nhằm cải thiện độ linh hoạt của cánh tay robot khi thực hiện các công việc như thăm dò dưới biển hoặc tháo gỡ bom mìn.

Mặc dù cá ngựa không phải là loài duy nhất được tạo hóa ban tặng cho lớp áo giáp nhưng có lẽ đây là thiết kế linh hoạt nhất. Sở hữu đặc tính cầm nắm tương tự đuôi khỉ, đuôi của cá ngựa cho phép nó neo mình trên các rặng san hô và tảo biển. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tự hỏi liệu lớp áo giáp này có mang lại khả năng bảo vệ khỏi sự nghiền nát - một cơ chế tấn công phổ biến của các loài săn mồi bao gồm cả cua và rùa? Bằng cách thử nghiệm khả năng chịu lực của đuôi cá ngựa, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng lớp áo giáp có thể bị đè nén đến hơn 1 nửa chiều rộng ban đầu mà không gặp phải thương tổn vĩnh viễn. Chỉ khi bị đè nén đến hơn 60%, cột sống của cá ngựa mới bị tổn thương hoàn toàn và lúc này các mô và cơ đuôi sẽ hấp thụ hầu hết lực nén. Dĩ nhiên là chú cá ngựa tội nghiệp bị đem thí nghiệm đã chết.

Đuôi của một con cá ngựa bao gồm 36 đoạn với kích thước nhỏ dần cho đến chóp đuôi. Mỗi đoạn có dạng hình vuông, được tạo thành từ 4 đĩa chữ L có thể xoay và trượt lên nhau. Chúng được kết nối với cột sống bằng các mô liên kết và đây là cấu trúc tạo ra độ linh hoạt lớn cho đuôi.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng công nghệ in 3D để tái tạo cấu trúc của các đĩa chữ L và chúng được đính vào nhau bằng polymer để mô phỏng các cơ. Mục tiêu của nhóm nghiên cứu là chế tạo một cánh tay robot với cả 2 vật liệu cứng và mềm. Với các đặc tính tương tự đuôi cá ngựa, họ cho rằng cánh tay robot có thể cầm nắm các vật thể với nhiều kích thước và tiềm năng được sử dụng trên nhiều lĩnh vực từ thiết bị y tế, khám phá đại dương cho đến tháo gỡ bom mìn.

Cá ngựa thuộc chi Hippocampus và họ Syngnathidae, bao gồm cả cá chìa vôi. Riêng chi Hippocampus có đến 54 loài đã được biết đến. Nhà nghiên cứu Michael Porter tại trường kỹ thuật Jacobs cho biết: "Cá ngựa độc đáo ở chỗ nó có một cái đầu như ngựa, một cái mõm dài hình ống như thú ăn kiến, một cái đuôi linh hoạt như khỉ, một cái túi nuôi con như kangaroo, lớp vảy ngụy trang như cá bơn, cặp mắt chuyển động độc lập như tắc kè." "Chúng tôi nghiên cứu trọng tâm về chiếc đuôi của cá ngựa bởi khả năng cầm nắm linh hoạt của nó và được bảo vệ bằng một lớp giáp tự nhiên." Đối với nghiên cứu trên, nhóm của Porter đã sử dụng loài cá ngựa cửa sông hay cá ngựa vàng (Hippocampus kuda) rất phổ biến tại vùng biển duyên hải Ấn Độ Dương - Thái Bình Dương.

Dưới đây là video trình diễn nguyên mẫu đầu tiên của cấu trúc nhân tạo giống đuôi cá ngựa:

Theo: UCSD; Gizmag

Đại học Princeton phát triển tai nhân tạo bằng công nghệ in 3D với "thính lực" siêu nhạy

Các nhà khoa học ở trường đại học Princeton (Mỹ) mới đây đã phát triển thành công một tai người nhân tạo hứa hẹn không những có thể thay thế hoàn toàn bộ phận trên cơ thể người mà còn vượt xa giới hạn mà con người nghe được. Họ đã dùng công nghệ in 3D để pha trộn các tế bào của con bê, gel nước và một ăng-ten dạng xoắn ốc làm từ hạt nano bạc. Kết quả là họ thu được một chiếc tai người nhân tạo với vẻ bề ngoài hơi ghê một tí, nhưng nhờ tính hợp ăng-ten nên nó có thể “nghe” được các tần số sóng radio mà tai người không thể.


Mục đích ban đầu của các nhà khoa học chỉ là thử nghiệm khả năng kết hợp một thiết bị điện tử với mô tế bào nhưng từ thành quả thu được, họ đã phát triển xa hơn và tìm cách tạo ra một bộ phận nhân tạo có đầy đủ chức năng như của con người, thậm chí là vượt xa khả năng của người. Mặc dù chiếc tai nhân tạo này chỉ là một thành quả bước đầu trong quá trình phát triển lâu dài để thực sự có được những bộ phận thay thế hoàn hảo, nhưng nó đang mở những hướng đi mới về việc cấy các thiết bị điện tử lên bộ phận sinh học, chẳng hạn như là việc gắn cảm biến để đo lực ép lên phần sụn đầu gối.

Xem thêm:

Tai người nhân tạo được in 3D từ đuôi chuột và tế bào tai bò

In 3D và cuộc cách mạng công nghệ y học

Theo: Engadget