Světelný tisk vytváří předměty už za 30 sekund

TLDR verze: Takzvanou stereolitografii zlepšili Frantíci na EPFL do rapidně rychlejší verze. Zatím umí tisknout jenom malé předměty – ale za to s nevídanou rychlostí. Oznámení tu.

Rychlost přímo světelná!

Taky byste ráno (odpoledne, večer…) chtěli vstát, přejít k replikátoru jako ze Star Treku a objednat si tam horký šálek kávy? Pomiňme nyní, že při konverzi z čisté energie byste při tom vyplýtvali nekřesťanské množství elektřiny a i ohřev kávových kapslí je vedle replikátoru neuvěřitelně asi bambilionkrát zelenější – replikátory jsou přesto jakousi nejvyšší metou 3D tisku. A byť ve startrekovské verzi se jich asi ještě pár geologických dob nedočkáme, začíná se objevovat „tak trochu podobná“ forma 3D tisku.

Jmenuje se stereolitografie a spočívá v tisku pomocí světla. Zatímco v „tradičních“ 3D tiskárnách se plast nanáší typicky vrstvu po vrstvě, stereolitografie tvrdí tekuté polymery pomocí UV laseru. Už tohle dovede vypadat nezemsky – možná jste postřehli videa „nekonečných“ předmětu „vytahovaných“ (fskutečnosti tvrzených laserem na rozhraní kapaliny a vzduchu) z kádinky. Ale bude ještě líp.

Už pár let se vyvíjí i stereolitografie využívající více světelných paprsků najednou, která dovede v čiré kádi tvrdit předměty jakoby z čistého vzduchu! Ve skutečnosti samozřejmě jenom na místě dotyku více paprsků dochází na stejný efekt jako dříve při „vytahování“ předmětů z kádí. Novější metoda má však výhodu v tom, že dovede výrazně zrychlit tisk takový. Jak bleskově? V nové francouzské studii až na 30 sekund!

To už se docela blíží filmovým (televizním…) trikům ze sci-fi seriálů. Tým francouzské EPFL pod vedením Damiena Loterie toho vlastně nedosáhl žádnou magií. Jednoduše zlepšil synchronizaci mezi různými světelnými signály a metodou pokus-omyl-náprava zdokonalil světelné tisknutí do bleskovější podoby. Pokud ale čekáte pomyslný háček, nečekáte ho zbytečně!

Pomyslné ale

Předně platí, že jsme stále v základním výzkumu. Frantícká stereolitografie prozatím zvládá tisknout jenom předměty do velikosti 2 centimetrů. Můžeme si sice říkat, že na velikosti nezáleží, ale zjevně to nemusí být úplně vždy pravda. Lze sice očekávat, že časem se metoda může naškálovat – ale nikoliv ad absurdum do metrů. Budou zřejmě existovat nějaké limitace toho, jak velké objekty lze tisknout, aniž by káď byla příliš velká, paprsek by jí tak nemusel projít anebo celková dynamika výroby zkrátka nějak nefungovala.

Sekundárně má metoda rovněž úplně stejné problémy jako kterýkoliv jiný 3D tisk – nezvládá vytvářet komplexnější předměty. Tedy, je sice milé, že na EPFL dovedou vytisknout malinkatý Notre Dame, ale celý předmět je samozřejmě plastový. Tuším, že to většina z vás tuší, nicméně ve Star Treku samože bazmeky v replikátoru vznikají kombinací více materiálů. Lze tak vytvořit i složité stroječky. I světelný tisk pomocí stereolitografie ovšem dovede vytvářet jenom… plastové cucky.

Přesto by i stereolitografie mohla dojít v určité době aplikace i v její současné podobě. Vědátoři z EPFL se totiž pyšní tím, že i dvoucentimetrové plastové cucky by mohly najít uplatnění v personalizované medicíně. Lze si třeba přestavit, že existuje implantát, jehož mechanické jádro je předpřipraveno – ale obal onoho jádra se bude lišit pacient od pacienta. Právě takový obal, či jiné biokompatibilní srandy, by mohl obratem vytvářet světelný tisk.

Doufám, že vám teď kontextová reklama prodává nějakého úchyla Průšu.

Aplikace? Už pomalu začala

Obdobný výzkum přitom již vlastně v reálu existuje. Vloni jsem psal několikrát o studiu kultivovaných orgánů, přičemž jedna z metod sáhla právě po stereolitografii. Zatímco obvykle tyhle orgány vznikají  biotiskem buněk, studie z Rice University sáhla po vytváření orgánové „kostry“ z polymerů, na které byly až posléze navršeny kmenové buňky.

Podobné (mezi)buněčné lešení se další studie naučily vytvářet i z kolagenu, což je v zásadě stejný „postup“ jako v našich tělech. Stereolitografický postup vzniku lešení by ale mohl být potenciálně výhodnější z vícera důvodů. Především by mohl najít uplatnění u akutních případů. Pokud vám pomaličku selhávají třeba ledviny, možná budete v budoucnu moct počkat, až vám vědátoři odeberou vaše buňky, udělají z nich kmenové, a s pomocí dalších tkání vzniknou játra jako kopie těch vašich.

Ale pokud vám třeba autonehoda a/nebo brutální víkendová kalba rozdrtí játra, buněk bude pomálu a čím rychleji se bude transplantovat, tím líp! Vytvořit část transplantátu z polymerů pomocí světelného tisku by tak mohlo být rychlejší a levnější alternativou jiným „víc bio“ metodám.

Horkou kávu si tedy pomocí této metody po ránu nevytisknete – ale možná si budete časem stereolitografií vytisknout obal svého umělého, mechanického srdce, a to vlévá krev to žil skoro stejně efektivně.

[LL]

Tisk vládne světem – aktuálně i v medicíně:

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol – podpořte i vy drobákem mojí snahu informovat o vědě věčně & vtipně a přispějte mi v kampani na Patreonu.A sledujte mojí snahu případně i na Facebooku či YouTube!

Diskuze

Reklama