29 مارس 2023 -توسط باب یرکا، -سطحی سه بعدی با الهام از یوزپلنگ. با بهینه‌سازی توزیع تخلخل و اندازه سلول‌های واحد مثلثی، می‌توان نشانه‌های دایره‌ای روی بدن یوزپلنگ را به خوبی بازتولید کرد. اعتبار: پروفسور Yihui Zhang دانشگاه Tsinghua
یک تیم چند نهادی متشکل از مهندسان مکانیک و دانشمندان مواد، یک روش طراحی معکوس را برای بهبود بافت سطوح متخلخل بر روی ساختارهای چاپ سه‌بعدی ایجاد کرده‌اند که در مقاله خود که در ژورنال Science منتشر شده است، این گروه توسعه مثلث ها و روبان هایی به اندازه میکرومتری را برای ایجاد شبکه ای که بر روی آن ساختارهای سطحی ساخته می شود، توضیح می دهد.
در دنیای طبیعی، آرایش سلول‌ها امکان ایجاد ساختارهای سطحی متخلخل منحصر به فرد را فراهم می‌کند – برگ‌ها، گل‌ها و پوست انسان همگی دارای درجه قابل‌توجهی از تنوع سطحی با ویژگی‌های قابل مشاهده منحصر به فرد و ویژگی‌های خاص، مانند دفع آب هستند. بازسازی چنین ویژگی هایی با استفاده از فناوری به سادگی برای چاپگر سه بعدی غیرممکن بوده است.
در این تلاش جدید، تیم تحقیقاتی با توسعه روشی جدید برای نمایش چنین ساختارهایی به روشی تکرارپذیر، یک گام به تقلید از طبیعت نزدیکتر شده است.
محققان با ایجاد شبکه‌های دیجیتالی متشکل از مثلث‌ها و نوارهای کوچک، به دنبال تکرار نحوه چیدمان سلول‌ها بودند. آنها با استفاده از روش طراحی معکوس (تئوری تغییر شکل پرتو منحنی) به این اشکال رسیدند. آنها سپس یک برنامه کاربردی برای تولید اشکال دلخواه با استفاده از شبکه های دیجیتال خود توسعه دادند.
سپس به برنامه آموزش داده شد که چگونه با استفاده از یک الگوریتم یادگیری ماشینی، چنین اشکالی ایجاد کند. سپس محصول نهایی به یک چاپگر دوبعدی فرستاده شد، که یک الگو را روی پایه‌ای چاپ کرد که می‌توان آن را به شکل‌های سه بعدی تا کرد. این سیستم امکان ایجاد طیف گسترده ای از ساختارها با سطوح بسیار متخلخل را فراهم کرد.
این تیم ابتدا سیستم خود را با ایجاد اشیاء با بافت ساده مانند کره نشان دادند. آنها سپس به سمت ایجاد اشیاء پیچیده تر مانند فلفل دلمه ای، مورچه و اختاپوس پیش رفتند. آنها همچنین خاطرنشان می کنند که اشیاء ایجاد شده را می توان با استفاده از مواد مختلفی مانند سیلیکون تک کریستال، فلزات، کیتوزان و گرافن لیزری ساخته شد.
گروه با ایجاد داربستی به شکل لنز تماسی که با حسگرها تعبیه شده بود، کار را به پایان رساندند. پس از چاپ، آنها از این ساختار برای مطالعه خواص الکتریکی نورون‌های پشت چشم استفاده کردند.
