7 معجزه چاپگرها در عصر فناوری

خانه‌ات را چاپ کن!

نخستین خانه مسکونی ساخته شده با چاپگر سه‌بعدی، اولین بار حدود یک‌سال پیش در حومه مسکو رونمایی شد. این خانه که حدود 37 متر‌مربع مساحت دارد، در کمتر از 24 ساعت ساخته شده است. این چاپگرها به جای چاپ صفحات بتنی جداگانه که بعدا باید به صورت دستی روی هم نصب می‌شد، دیوارها و تیغه‌های جداکننده را همزمان متصل به هم چاپ کرده و به همین دلیل ساختار این خانه شکلی گرد به خود گرفته است. سقف، درها و پنجره‌ها تنها قطعاتی بودند که لازم بود بعد از چاپ این خانه در محل مشخص نصب شود. این خانه به دلیل اجزای بسیار گران‌قیمتی که دارد، اکنون قیمت نسبتا بالایی (حدود ده هزار و 134 دلار) دارد. اما در آینده چنین خانه‌هایی می‌توانند سازه‌هایی سازگار با محیط‌زیست باشند که بسیار سریع بنا می‌شوند.

چاپ قطعات لوازم خانگی

احتمالا همه ما بارها در شرایطی قرار گرفته‌ایم که تعمیرکار وسایل برقی، لوله‌ها، لوازم آشپزخانه، رادیاتور و وسایل الکتریکی برای تعمیر وسایل به خانه می‌آید و برای تعویض یک قطعه بارها بین محل کار و خانه رفت و آمد می‌کند. احتمالا در تمام این مدت وسیله در حال تعمیر جایی قرار گرفته که مزاحم فعالیت‌های روزمره اعضای خانواده می‌شود. در آخر هم ممکن است قطعه تعویض شده، دقیقا شبیه قطعه اولیه نباشد و کارکرد دستگاه هرگز مثل قبل نشود. حالا تصور کنید قطعه مورد نظر در عرض چند دقیقه در خانه ساخته شود و تعمیرکار یا خود شما آن را در محل مناسب نصب کنید. به این ترتیب علاوه بر کاهش هزینه و صرف زمان کمتر، قطعه‌ای دارید که دقیقا برای وسیله مورد نظر ساخته شده است.

پایه یخچال، دستگیره‌های وسایل آشپزخانه و نازل جاروبرقی بخشی از وسایلی هستند که تاکنون چاپگرهای سه‌بعدی چاپ کرده‌اند. اگر این قابلیت گسترش پیدا کند، می‌توان از بسیاری وسایل که سال‌ها به دلیل خراب شدن فقط یک قسمت کوچک از کار افتاده‌اند، دوباره استفاده کرد. علاوه بر این با کاهش حجم زباله‌های به وجود آمده از این وسایل به حفاظت از محیط زیست نیز کمک بزرگی خواهد شد.

دوربین میکرو برای وسایل مینیاتوری

دوربین میکرو می‌تواند وسیله مناسبی برای استفاده در پهپادها و هواپیماهای بدون سرنشین باشد یا در جراحی‌های آندوسکوپی از آن استفاده شود. این دوربین به اصطلاح چشم‌انداز چشم عقاب را دارد و می‌تواند اشیای بسیار دور را با وضوح بالا ببیند و در عین حال از آنچه در نماهای جانبی در حال حرکت است، آگاه باشد.

محققان موسسه اپتیک فنی دانشگاه اشتوتگارت آلمان، خوشه‌های چهار لنز را روی تراشه‌های حسگر تصویر به کمک تکنیکی خاص چاپ کردند. این لنزها ابعادی حدود 300 × 300 میکرومتر دارند و تقریبا اندازه یک دانه شن هستند. با این حال محققان در تلاش هستند این دستگاه را هرچه کوچک‌تر چاپ کنند تا برای ابزارهای بسیار کوچک هم قابل استفاده باشند.

اعضای زیستی قابل چاپ

چاپ سه‌بعدی اندام‌های بدن انسان رویایی بیش نبوده است و به نظر می‌رسد تا سال‌ها بعد نیز به طور کامل تحقق پیدا نکند، اما امروزه دانشمندان می‌توانند بخشی از بخش‌های بدن را چاپ کنند. یکی از این بخش‌ها جمجمه انسان است که حدود 75 درصد آن به این روش چاپ شده است.

البته جایگزینی استخوان‌های آسیب‌دیده اتفاق جدیدی در پزشکی نیست، اما چاپ آنها به کمک چاپگرهای سه‌بعدی می‌تواند به انجام دقیق‌تر و کم‌هزینه‌تر ایمپلنت‌ها کمک کند. همچنین این ایمپلنت‌ها زیست سازگار هستند و می‌توان از آنها در ترمیم بعضی قسمت‌های بدن استفاده کرد. چاپ بخشی از استخوان‌های شکسته شده افراد یکی دیگر از دستاوردهای زیستی چاپگرهای سه‌بعدی است. این استخوان‌ها با لایه‌ای از مواد معدنی پوشانده شده و به شکل اختصاصی برای هر فرد طراحی و چاپ می‌شوند.

گوش بیونیک چاپ شده که از سلول‌های گوساله، ژل پلیمری و نانو ذرات نقره ساخته شده، یکی از نمونه‌های توسعه یافته این اندام‌هاست که می‌تواند سیگنال‌های رادیویی را فراتر از محدوده شنوایی انسان انتقال دهد. در واقع در این گوش نانو ذرات نقره آنتنی برای جمع‌آوری سیگنال‌های رادیویی ایجاد می‌کند که سیگنال صدا را به مغز انتقال می‌دهد. با این حال هنوز برای معرفی این محصول چاپگر سه‌بعدی به عنوان وسیله‌ای کاربردی زود است و باید مطالعات بیشتری روی آن انجام شود.

ماشین چمن‌زنی

در حالی که تاکنون چاپگرهای سه‌بعدی سازه‌های عجیبی مثل ساختمان و موادی مثل پوست انسان را چاپ کرده‌اند، تا پیش از ساخت این ماشین چمن‌زنی، هیچ ماشینی با عملکرد واقعی چاپ نشده بود. این اختراع به زمانی برمی‌گردد که یک مهندس اهل آفریقای جنوبی تصمیم گرفت از چاپگر سه‌بعدی شخصی خود برای ساخت وسیله‌ای کاربردی استفاده کند. به این ترتیب شروع به چاپ وسایل خانه مثل مبلمان کرد، اما شاید عجیب‌ترین وسیله‌ای که برای چاپ آن برنامه‌ریزی انجام داد،‌ ماشین چمن‌زنی بود. در نهایت این ماشین بعد از 9 ساعت چاپ شد و چرخ‌ها و قالب حاوی تیغه و قاب سنگی عملکرد مناسبی برای زدن چمن‌ها داشت.

چاپگرها، محل پخت غذاهای چاپ شده

دانشمندان معتقدند یکی از دلایل تغذیه نامناسب در دوران سالمندی کاهش میل به غذا در سالمندان است. وقتی افراد مجبور به مصرف مواد غذایی پخته شده به دلیل سالم‌تر بودند می‌شوند، بی‌اشتهایی تشدید می‌شود. به همین دلیل محققان تصمیم گرفتند با یافتن روشی برای شکل‌دهی دوباره مواد غذایی پخته شده، ظاهر بهتری به آن دهند. چاپگر سه‌بعدی در این مرحله به کمک محققان علوم تغذیه آمد تا شکل‌های بی‌شماری برای انواع مواد غذایی به عنوان ماده اولیه ورودی چاپگر، به وجود آورد.

یکی از ویژگی‌های متفاوت چاپگرهای سه‌بعدی نسبت به دیگر چاپگرها این است که لزومی ندارد ماده اولیه ورودی کاغذ، پلاستیک یا یک ماده خاص باشد. برای مثال با استفاده از شکر و آرد می‌توان یک کیک شکلاتی خوشمزه سه‌بعدی چاپ کرد یا با اضافه کردن خمیر ذرت به چاپگر نوعی نان خوراکی چاپ کرد.

جدیدترین نمونه غذاهای چاپ شده نیز نوعی پنیر فرآوری شده است. ساخت سازه‌های شیشه‌ای به دلیل انعطاف‌پذیر نبودن فرآیند سختی دارد، اما بر‌خلاف شیشه چاپ پنیر با وجود عجیب بودن، کار چندان پیچیده‌ای نیست. بنابراین عجیب نیست اگر محققان به لبنیات و بخصوص پنیر به عنوان یکی از مواد اولیه ایده‌آل برای چاپ سه‌بعدی نگاه کنند. گروهی از محققان دانشگاه علوم تغذیه کرک ایرلند، با حرارت‌دادن ترکیبی عجیب در 12 دقیقه، نوع جدیدی از پنیر فرآوری شده را چاپ کردند.

شکل ظاهری این پنیر کمی تیره‌تر از پنیر طبیعی و مایع‌تر هنگام ذوب است و حدود 50 درصد نرم‌تر از پنیرهایی است که ما می‌شناسیم. ترکیبات این پنیر شامل مخلوطی از روغن‌های گیاهی اشباع شده، نمک، رنگ خوراکی، پنیر و شکر است و البته هنوز مشخص نیست، از نظر سلامت بتواند تایید متخصصان تغذیه را بگیرد.

ربات صخره‌نورد

رباتی با پاهای پلاستیکی قابل انعطاف که توانایی عالی در عبور از مسیرهای سخت را دارد و براحتی یک ربات معمولی را کنار می‌گذارد، یکی از نمونه‌های موفق چاپگرهای سه‌بعدی است. محققان دانشگاه کالیفرنیا در سن دیگوی آمریکا، ابتدا به صورت دیجیتالی پاهای ربات را طراحی و عملکرد و رفتار آن را در موقعیت‌های مختلف شبیه‌سازی کردند. برای مثال حرکت ربات در سطح صاف، شنی،‌ فضاهای باریک و بالا رفتن از سنگ و صخره شبیه‌سازی شده است. در نهایت طرحی انتخاب شد که شامل سه لوله مارپیچی متصل به هم و درون توخالی بود که با ترکیبی از مواد نرم و سفت ساخته شده است. به گفته این محققان نوآوری طراحی این ربات و موادی که در ساخت از آنها استفاده شده، به چاپ رباتی کمک کرده که قادر است در تمام جهات ممکن خم شود.

روند ایجاد باکتری مقاوم به آنتی‌بیوتیک کند می‌شود

محققان برچسبی حاوی سوزن‌های ریز ساخته‌اند که روند ایجاد باکتری مقاوم به آنتی‌بیوتیک را در بدن کند می‌کند. به گزارش خبرگزاری مهر از نیواطلس، محققان دانشگاه کویینز بلفاست در انگلیس، مشغول ساخت برچسبی حاوی سوزن‌های ریز هستند که روند ایجاد باکتری مقاوم به آنتی‌بیوتیک را در بدن انسان کند می‌کند. پروفسور رایان دانلی، محقق ارشد این تحقیق می‌گوید: یکی از بزرگ‌ترین مشکلات این حوزه خوراکی بودن داروهاست که باعث می‌شود مقدار کمی از یک ترکیب وارد کولون شده و به این ترتیب بستر مناسب برای رشد باکترهای مقاوم به آنتی‌بیوتیک فراهم شود. البته این مشکل با تزریق دارو از بین می‌رود، اما بسیاری از بیماران این روش را نمی‌پسندند یا مجبورند برای تزریق هر روز به کلینیک بروند. به همین دلیل برچسب‌های مذکور بسیار کارآمد خواهند بود. سوزن‌های ریز این برچسب حاوی دارو هستند که بدون درد وارد پوست می‌شوند. در مرحله بعد سوزن‌ها در بدن حل و محتویاتشان به طور مستقیم وارد جریان خون می‌شود.

راه‌اندازی بخشی مخصوص پیشگیری و درمان زخم پای دیابتی

پژوهشگاه علوم غدد و متابولیسم دانشگاه علوم پزشکی تهران با همکاری کالج پاپزشکی کانادا و با هدف آموزش، پژوهش، پیگیری و درمان زخم پای دیابتی، برای اولین بار در کشور اقدام به راه‌اندازی بخش پاپزشکی در درمانگاه فوق‌تخصصی دیابت وابسته به دانشگاه علوم پزشکی تهران کرده است. در همین خصوص غربالگری رایگان از روز شنبه آغاز شده و تا دهه فجر انجام می‌شود تا همه بیماران دیابتی کشور تحت غربالگری و معاینه رایگان از لحاظ موضوعاتی مانند وضعیت عروق پا، اعصاب محیطی، استخوان و عضلات پا مورد بررسی قرار می‌گیرند و سپس برایشان شناسنامه پا صادر می‌شود. در واقع، پیشگیری از مشکلات پا، اصلاح اختلالات این عضو بدن و درمان بیماری پا از مهم‌ترین اقدامات این کلینیک است. زخم پای دیابتی سه تا پنج سال از عمر این افراد را کم می‌کند. ضمن این که زخم پا اولین عامل مرگ و میر عفونی بیماران دیابتی است و هزینه سالانه درمان زخم پای دیابتی بین 3 تا 5000 دلار است.

دکتر حسین ادیبی، مدیر پژوهشگاه فوق تخصصی دیابت، در مراسم افتتاح بخش پاپزشکی درباره اهمیت این بیماری در کشور گفت: سال 1396 در کشور پنج میلیون بیمار دیابتی داریم که بیش از نیمی از آنها از بیماری خود بی‌اطلاع هستند. بیماری دیابت خطر ابتلا به بیماری‌های دیگر را با خود به همراه دارد. به عنوان مثال دیابتی‌ها دو تا چهار برابر بیشتر از دیگران دچار بیماری‌های قلبی و عروقی می‌شوند، بیماری‌های چشمی در آنها بیشتر است، مشکلات کلیوی 17 برابر بیشتر در آنها اتفاق می‌افتد، 15 تا 40 درصد دیابتی‌ها دچار عوارض مشکلات اندام و قطع عضو می‌شوند و به طور کلی دیابت عامل 9 درصد مرگ و میرها در دنیاست.