Foi em 1726 que Sir Isaac Newton compartilhou pela primeira vez a história de como ele uma vez se sentou embaixo de uma macieira, ponderando por que a fruta caiu diretamente no chão. O físico disse que essas meditações do lado do tronco são o que anteriormente o levaram a postular a teoria da gravidade em 1687. Alguns até exageraram a história para sugerir que a idéia o atingiu literalmente na forma de uma maçã na cabeça.
No entanto, muitas vezes não esperamos que uma maçã caia de uma ramificação para capturá-la. Em vez disso, nós mesmos a criamos - uma tarefa fácil quando o objeto é sólido.
Quando lidamos com líquidos e tentamos produzir gotículas, ainda estamos à mercê da gravidade. Você só precisa autoadministrar colírios, usando uma pipeta que vem com um frasco comprado em uma loja, uma vez para saber como é difícil aproveitar os poderes da gravidade a seu favor e guiar gotículas precisas de acordo com a dosagem para seu dentista. olho aberto.
O maquinário atual usado para injetar líquidos em cápsulas de comprimidos é similarmente limitado pela força da gravidade, assim como o mecanismo dentro de uma impressora que cospe tinta em um pedaço de papel ou até bocais que dispensam os ingredientes liquefeitos para fazer doces.
Entretanto, se alguém puder desafiar a força que nos mantém totalmente ancorados, todo um campo de possibilidades se abre - especialmente no campo florescente da manufatura aditiva, onde a tecnologia está sendo usada para construir objetos tridimensionais uma camada fina de cada vez. Pesquisadores da Universidade de Harvard relatam hoje na Science Advances que desenvolveram uma nova técnica que usa ondas sonoras para controlar a impressão de gotas sob demanda, não importando a viscosidade do líquido.
![Controlando a posição do alvo, as gotículas ejetadas podem ser cuidadosamente depositadas e padronizadas em qualquer lugar. Neste exemplo, as gotas de mel são padronizadas em um substrato de vidro.](http://frosthead.com/img/articles-innovation/89/watch-this-new-device-print-using-sound-waves.gif)
Talvez não ao contrário do próprio Newton, o principal autor do estudo, Daniele Foresti, um físico aplicado em Harvard, estava trabalhando em pesquisas não relacionadas em seu laboratório, usando levitação acústica para suspender coisas como grânulos de café, água e até palitos no ar, quando a ideia era aplicar. o que ele estava fazendo para imprimir o atingiu. Ele foi capaz de colocar sua visão à prova quando ele se tornou um colega de pós-doutorado no laboratório dirigido por Jennifer Lewis, um cientista de materiais em Harvard e um co-autor do estudo especializado em impressão 3D.
As típicas impressoras a jato de tinta criam imagens usando minúsculas gotas de tinta, mas o tipo de tinta usado para se adaptar a um ponto doce de viscosidade - cerca de 10 vezes mais viscoso que a água - flui com facilidade para formar gotas rapidamente e ajudar. da gravidade. Mas e se você quiser ter mais comando sobre fluidos mais espessos ?, perguntaram os pesquisadores. Às vezes os biopolímeros à base de açúcar, tão pegajosos quanto o mel - estamos falando 25.000 vezes mais viscosos que a água - são usados na fabricação de produtos biofarmacêuticos.
Com esse objetivo em mente, a equipe criou uma ferramenta chamada subWVE, ou ejetor de voxel acustocortado de subwavelength, que é um nome científico sofisticado para um minúsculo dispositivo com uma câmara cilíndrica em que um campo acústico superconfinado cria uma força de tração 100 vezes mais forte que gravidade na ponta de um pequeno bico de impressora.
![Liquid-Metal --- Drop-Pile.jpg](http://frosthead.com/img/articles-innovation/89/watch-this-new-device-print-using-sound-waves.jpg)
Líquido desce pelo bocal e quando atinge a ponta, uma gota começa a crescer. Você pode observar isso acontecendo quando você está ligando sua torneira e observando as gotas crescerem antes de mergulhar na parte inferior da pia. Quando a gotícula atinge o tamanho desejado, ondas sonoras controladas são administradas enchendo a câmara com tanta intensidade que a gota é retirada da ponta da haste - como “uma maçã de uma árvore”, diz Lewis - e guiada com segurança para o material. abaixo, onde precisa ser impresso ou injetado.
"O uso de radiação acústica para forçar a saída de um bico é novo e muito legal", diz Bruce Drinkwater, engenheiro ultrassônico da Universidade de Bristol que não esteve envolvido na pesquisa. “O que isto significa é que quando a gota emerge, pode ser puxada controladamente do bocal. É como um par de mãos invisíveis moldando e moldando a gota conforme ela surge.
Ao depender da gravidade simples para mover gotículas precisas para os locais exatos, a viscosidade ou fluxo do líquido complica a tarefa. Mas quando a gravidade é negada, a viscosidade não importa muito. A equipe foi capaz de usar essa tecnologia para "imprimir" gotas de uma ampla gama de líquidos, desde o metal líquido até a resina usada para fabricar lentes minúsculas para o fluido das células-tronco.
![A equipe pontilhava um Oreo com gotas de mel.](http://frosthead.com/img/articles-innovation/89/watch-this-new-device-print-using-sound-waves-2.jpg)
Embora os pesquisadores acreditem que a tecnologia possa ser usada em vários campos, ela é particularmente estimulante para a indústria farmacêutica e para o campo de desenvolvimento de produtos biológicos, que envolve o fornecimento de material celular sensível e altamente concentrado aos pacientes para tratar doenças. Como o som não penetra facilmente nos líquidos, o delicado material celular pode ser transferido com segurança usando essa nova técnica, diz Lewis.
"O que faz com que seja um trabalho muito significativo é que ele é mais ou menos independente do líquido que está sendo impresso, o que expande a gama de materiais que podem ser impressos", diz Drinkwater.
Eles até imprimiram gotas de mel em um biscoito Oreo.