论文部分内容阅读
相信同学们大多用过打印机:鼠标一点,短短几秒钟时间,白纸上就出现了要写很久的作业或论文。你有没有想过,有朝一日打印机不仅能打出文字和图像,还能打出各种各样别的东西?这可不是什么空想,而是现实!
在上世纪90年代中期,3D打印机就已出现。所谓3D打印机,就是能“打印”出真实3D物体的一种设备,它的工作原理与打印机基本相同,只不过它使用的不是纸张,而是树脂或金属等材料,人们通过计算机传送三维设计图,打印机就会依序切割或填充材料,再将它们按照设计堆叠组合起来,将计算机上的蓝图变成实物。
3D打印机最初只是生产商和设计师的辅助工具,但由于它用鼠标代替了锤子、钉子和人工,因此广受制造商的追捧。随着技术的不断发展,3D打印如今已应用到了珠宝首饰、鞋类制造、工业、建筑、汽车、航天及医疗等各个领域。不知不觉中,我们已经能打印出想要的一切——
食品“打”出来
美国康奈尔大学研制出了这部神奇的“3D食物打印机”:那几排注射器里装着奶酪、巧克力、蛋糕糊等特殊“墨水”,只要下载相应的食谱软件,机器便会根据电子设计图,令各种“墨水”准确落下,逐行逐层“打印”出食物来。即使你完全不懂厨艺,也能炮制出五星级大厨水准的美食。这部机器也可用于医疗,例如根据医生制定的营养餐单,精准“打印”病人所需食物。
对我们而言,这项新技术意味着“食物制作革命”。研究人员希望“3D食物打印机”能像微波炉、烧烤架一样普及:“3D打印对食物的贡献,将像电邮和短讯改变通讯手段一样。”
汽车“打”出来
如果说“食物打印机”比较秀气,那么荷兰研发的这种“道路打印机”就粗犷多了,你只要在一头不停地喂砖块,另外一头就能输出排列整齐的砖块道路,并且自动铺设到路面上,工作效率惊人。
相比这种简单的机器,接下来的消息应该更会让你振奋。2010年末,美国与加拿大联合研制出了全球首辆利用3D打印技术制造的汽车。这辆双座汽车名叫“Urbee”,包括玻璃嵌板在内的所有外部组件都是通过大型3D打印设备生产而成的。“Urbee”用电池和汽油作为混合动力,每加仑汽油能够在高速公路上行驶320公里,据该项目首席技术官吉姆·科尔介绍,这款汽车安全性极高,造价也不贵,每一个生产步骤都符合环境可持续性原则,完全排除工具加工、机械加工和手工加工,具有极高的效率。
心脏“打”出来
英国伦敦超声中心向公众推出了以胎儿的超声扫描图像为蓝本,利用3D打印机制作铜制胎儿塑像的业务。尽管花费不菲(大约1200英镑),但仍颇受欢迎。其实在医学领域,3D打印机有很多施展手脚的地方。比方说,一个可供移植的、专为某人定制的心脏,不仅更适合患者身体机能的需要,而且能避免产生排异反应。
2009年3月,瑞士伯尔尼的研究人员使用3D打印机制造出了尺寸精确的人拇指骨,只需一台3D打印机及一些简单的材料:高精度的3D结构图、三钙磷酸盐和聚乳酸、一些能够发育成骨骼的干细胞。英国曼彻斯特大学打印出了人类皮肤,而且打印出的细胞成活率高达95%以上。日本国立富山大学的中村直人则打印出了有两层结构的血管——与人类血管的三层结构只有一步之遥。
虽然现在,3D打印技术只能制造一些简单的组织,离打印出复杂器官还有一定距离,但研究者们对此充满信心。打印复杂器官指日可待,比如心脏支架的问题已有了解决方案。美国科学家利用一些富含糖类及其他营养物质的凝胶,打印出了柔软的支架,它能够给生长中的细胞提供营养,而且极易去除。科学家利用从脊髓里采集到的干细胞为原料,增殖培养后配合不同的生长因子,让其发育成不同类型的细胞,逐一分离再灌进3D打印机的墨盒进行操作。这种方法可以在几天内制造出符合搭桥手术需要的血管,而且不用担心会有副作用。
3D器官打印技术成熟之后,我们将会拥有个人专属的器官库,随时可以打印出适合自己身体的器官。也许只需20年,我们的器官就能成为可以替换的设备,因器官衰老而死亡这件事也许可以避免,健康的身体将会与健全的思维存在同样长的时间。
(阿丽整理)
在上世纪90年代中期,3D打印机就已出现。所谓3D打印机,就是能“打印”出真实3D物体的一种设备,它的工作原理与打印机基本相同,只不过它使用的不是纸张,而是树脂或金属等材料,人们通过计算机传送三维设计图,打印机就会依序切割或填充材料,再将它们按照设计堆叠组合起来,将计算机上的蓝图变成实物。
3D打印机最初只是生产商和设计师的辅助工具,但由于它用鼠标代替了锤子、钉子和人工,因此广受制造商的追捧。随着技术的不断发展,3D打印如今已应用到了珠宝首饰、鞋类制造、工业、建筑、汽车、航天及医疗等各个领域。不知不觉中,我们已经能打印出想要的一切——
食品“打”出来
美国康奈尔大学研制出了这部神奇的“3D食物打印机”:那几排注射器里装着奶酪、巧克力、蛋糕糊等特殊“墨水”,只要下载相应的食谱软件,机器便会根据电子设计图,令各种“墨水”准确落下,逐行逐层“打印”出食物来。即使你完全不懂厨艺,也能炮制出五星级大厨水准的美食。这部机器也可用于医疗,例如根据医生制定的营养餐单,精准“打印”病人所需食物。
对我们而言,这项新技术意味着“食物制作革命”。研究人员希望“3D食物打印机”能像微波炉、烧烤架一样普及:“3D打印对食物的贡献,将像电邮和短讯改变通讯手段一样。”
汽车“打”出来
如果说“食物打印机”比较秀气,那么荷兰研发的这种“道路打印机”就粗犷多了,你只要在一头不停地喂砖块,另外一头就能输出排列整齐的砖块道路,并且自动铺设到路面上,工作效率惊人。
相比这种简单的机器,接下来的消息应该更会让你振奋。2010年末,美国与加拿大联合研制出了全球首辆利用3D打印技术制造的汽车。这辆双座汽车名叫“Urbee”,包括玻璃嵌板在内的所有外部组件都是通过大型3D打印设备生产而成的。“Urbee”用电池和汽油作为混合动力,每加仑汽油能够在高速公路上行驶320公里,据该项目首席技术官吉姆·科尔介绍,这款汽车安全性极高,造价也不贵,每一个生产步骤都符合环境可持续性原则,完全排除工具加工、机械加工和手工加工,具有极高的效率。
心脏“打”出来
英国伦敦超声中心向公众推出了以胎儿的超声扫描图像为蓝本,利用3D打印机制作铜制胎儿塑像的业务。尽管花费不菲(大约1200英镑),但仍颇受欢迎。其实在医学领域,3D打印机有很多施展手脚的地方。比方说,一个可供移植的、专为某人定制的心脏,不仅更适合患者身体机能的需要,而且能避免产生排异反应。
2009年3月,瑞士伯尔尼的研究人员使用3D打印机制造出了尺寸精确的人拇指骨,只需一台3D打印机及一些简单的材料:高精度的3D结构图、三钙磷酸盐和聚乳酸、一些能够发育成骨骼的干细胞。英国曼彻斯特大学打印出了人类皮肤,而且打印出的细胞成活率高达95%以上。日本国立富山大学的中村直人则打印出了有两层结构的血管——与人类血管的三层结构只有一步之遥。
虽然现在,3D打印技术只能制造一些简单的组织,离打印出复杂器官还有一定距离,但研究者们对此充满信心。打印复杂器官指日可待,比如心脏支架的问题已有了解决方案。美国科学家利用一些富含糖类及其他营养物质的凝胶,打印出了柔软的支架,它能够给生长中的细胞提供营养,而且极易去除。科学家利用从脊髓里采集到的干细胞为原料,增殖培养后配合不同的生长因子,让其发育成不同类型的细胞,逐一分离再灌进3D打印机的墨盒进行操作。这种方法可以在几天内制造出符合搭桥手术需要的血管,而且不用担心会有副作用。
3D器官打印技术成熟之后,我们将会拥有个人专属的器官库,随时可以打印出适合自己身体的器官。也许只需20年,我们的器官就能成为可以替换的设备,因器官衰老而死亡这件事也许可以避免,健康的身体将会与健全的思维存在同样长的时间。
(阿丽整理)