Khám phá công nghệ 3D in được giác mạc người, ngôi nhà và ô tô
07/10/2018 10:25 GMT+7
Đột phá trong công nghệ in 3D ngày nay không những được dùng để làm các bộ phận cơ thể người như giác mạc, mà còn được dùng để xây nhà, sản xuất ô tô nhẹ và các vật dùng thông minh tại gia.
Tự động phát
Theo South China Morning Post, phần lớn những lời quảng cáo về in ấn ba chiều (3D) đang dần trở thành hiện thực. Diễn đàn Kinh tế Thế giới (WEF) dự báo vào năm 2015 rằng quá trình tạo ra vật thể vật lý từ một mô hình kỹ thuật số ba chiều sẽ “thay đổi thế giới”.
Giác mạc làm bằng công nghệ in 3D
Tiến sĩ Steve Swioklo (phải) và Giáo sư Che Connon đang cầm giác mạc in bằng công nghệ 3D
|
Tiềm năng ứng dụng công nghệ in 3D là vô hạn. Nó có thể tạo ra từ bộ phận cơ thể người cho đến các vật dụng hằng ngày và nhà cửa. Đơn cử, giới nghiên cứu tại Đại học Newcastle ở Anh tạo ra giác mạc người được in bằng công nghệ 3D đầu tiên.
Đây là thông tin mang đến hy vọng về thị lực cho hàng triệu người. Nghiên cứu do tiến sĩ Steve Swioklo và giáo sư Che Connon dẫn đầu sử dụng tế bào gốc từ giác mạc của người hiến tặng khỏe mạnh, trộn chúng với alginate và collagen để tạo thành dung dịch “bio-ink” (mực sinh học) có thể được in.
Bằng cách sử dụng máy in sinh học 3D đơn giản, chi phí thấp, mực sinh học in thành công trong việc in nhiều vòng tròn đồng tâm để tạo thành hình giác mạc con người trong chưa đầy 10 phút. Ông Connon cho hay kỹ thuật này vượt qua các quá trình sản xuất truyền thống, cho phép “sản xuất nhanh chóng giác mạc với những đặc điểm riêng biệt, từ đó mỗi giác mạc có thể được làm riêng cho bệnh nhân tại thời điểm chăm sóc”.
 |
Giáo sư cho biết thêm kỹ thuật này có thể được dùng để đảm bảo “nguồn cung giác mạc không giới hạn” cho hàng triệu người trên thế giới đang cần phẫu thuật để ngăn ngừa mù giác mạc vì các bệnh như đau mắt, rối loạn mắt nhiễm trùng hoặc mù hoàn toàn do sẹo giác mạc.
“Có nhiều nhóm trên toàn cầu theo đuổi ý tưởng mực sinh học để khả thi hóa quá trình này. Giác mạc in bằng công nghệ 3D của chúng tôi cần được thử nghiệm thêm và sẽ mất vài năm trước khi chúng ta có thể sử dụng nó để cấy ghép”, ông Connon nói.
Ngôi nhà được in 3D trong 54 giờ
|
|
Năm nay, một gia đình ở Pháp trở thành những người đầu tiên trên thế giới chuyển đến sống trong ngôi nhà được in 3D. Nhà có 4 phòng ngủ, mất 54 giờ và khoảng 230.000 USD để in. Giá thành xây dựng ngôi nhà rẻ hơn 20% so với các công trình tương tự sử dụng giải pháp truyền thống.
Năm tới, ở thành phố Eindhoven (Hà Lan), các cư dân của dự án nhà thương mại đầu tiên dựa trên công nghệ in 3D bê tông sẽ bắt đầu làm tân gia. Năm ngôi nhà có hơi hướng tương lai thuộc dự án Project Milestone sẽ bền vững và tiết kiệm năng lượng. Các nhà phát triển cho hay nhà 3D được dự kiến có người ở trong ít nhất vài thập niên.
Nhờ khả năng xây dựng hầu như bất cứ hình dạng, chất lượng và màu sắc nào, công nghệ in 3D bê tông mở ra khả năng vô tận cho ngành công nghiệp xây dựng. Một lợi thế quan trọng khác của nhà in bằng công nghệ 3D là tính bền vững, dùng ít bê tông và xi-măng hơn, từ đó làm giảm lượng khí thải CO2 xuất phát từ việc sản xuất xi-măng.
Ô tô với nhiều bộ phận làm bằng công nghệ in 3D
Mẫu xe LSEV
|
Khái niệm xe in bằng công nghệ 3D không mới. Hãng startup xe điện Ý XEV và hãng vật liệu in 3D Trung Quốc Polymaker tung mẫu LSEV ở Thượng Hải hồi tháng 3. Đây là chiếc xe được các đối tác sản xuất cho là mẫu xe điện được in 3D, sản xuất đại trà đầu tiên trên thế giới.
Polymaker cho hay có ba thành tựu quan trọng giúp hai hãng làm được điều này. Thứ nhất, số lượng linh kiện trong xe giảm được từ hơn 2.000 xuống còn 57 linh kiện. Mẫu LSEV hoàn thành chỉ nặng 450 kg, nhẹ hơn nhiều so với loại xe có kích cỡ tương tự, vốn nặng từ 1 đến 1,2 tấn.
Thứ nhì, ngoài khung gầm, ghế ngồi và kính, các bộ phận có thể nhìn thấy được của xe đều làm bằng vật liệu Polymaker thông qua công nghệ in 3D. Việc chuyển đổi trong sản xuất này giúp giảm hơn 70% chi phí đầu tư so với hệ thống sản xuất truyền thống.
Cuối cùng, thiết kế xe XEV mới có thể được hoàn thành trong từ 3 đến 12 tháng, so với từ 3 đến 5 năm trong quá trình nghiên cứu và phát triển thông thường của một mẫu xe. XEV cho hay họ nhận được 7.000 đơn đặt hàng trước, trong đó có 5.000 đơn hàng từ dịch vụ bưu chính Ý Poste Italiane. Việc sản xuất hàng loạt LSEV dự kiến bắt đầu từ quý 2/2019.
Vật dùng thông minh trong nhà
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Washington ở Seattle làm vật thể đầu tiên có thể kết nối với các thiết bị khác thông qua Wi-Fi mà không cần dùng bất cứ thiết bị điện tử nào
|
Việc sử dụng các vật thể in 3D có thể cải thiện trạng thái hiện tại của Internet Vạn vật (IOT), mạng lưới các thiết bị, phương tiện, thiết bị gia dụng vật lý và nhiều vật dụng khác được nhúng với thiết bị điện tử, phần mềm và cảm biến. Công nghệ IOT cho phép các vật dụng kết nối, thu thập và trao đổi dữ liệu.
Ví dụ, một chai nước giặt có thể cảm nhận được khi nào bạn sắp hết nước giặt, tự động kết nối với internet để đặt mua thêm. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Washington ở Seattle (Mỹ) có thể là những người tiên phong trong việc biến điều này thành hiện thực bằng các vật thể và cảm biến nhựa in bằng công nghệ 3D, vốn có khả năng thu thập nhiều dữ liệu hữu ích và tự giao tiếp với các thiết bị được kết nối Wi-Fi khác.
Để in vật thể bằng công nghệ 3D có thể giao tiếp với máy thu Wi-Fi thương mại, nhóm nghiên cứu sử dụng nhiều kỹ thuật tán xạ ngược cho phép nhiều thiết bị trao đổi thông tin. Hệ thống tán xạ ngược dùng ăng-ten để gửi dữ liệu bằng cách phản xạ tín hiệu vô tuyến được phát ra bởi bộ định tuyến Wi-Fi hoặc các thiết bị khác.
Chuyển động vật lý, chẳng hạn như việc chất lỏng chảy khỏi chai, kích hoạt quá trình truyền thông. “Bên nhận có thể theo dõi lượng bột giặt còn lại và khi bột giặt giảm xuống mức nhất định, nó có thể tự động gửi tin nhắn đến ứng dụng Amazon của bạn để đặt hàng thêm”, Phó giáo sư Shyam Gollakota thuộc Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering của Đại học Washington cho hay.
Bình luận (0)