فناوری ای که معمولاً برای ساخت کاغذهای طرح دار برای صنعت مد استفاده می شود می تواند برای تولید انبوه سیستم های تصفیه آب و تجهیزات پزشکی نیز مورد استفاده قرار گیرد.

کیتلین هاول ، استادیار مهندسی پزشکی پزشکی در دانشگاه ماین ، با ساپی آمریکای شمالی در وستبروک در حال تحقیق برای استفاده از مقاله “انتشار طرح دار” این شرکت برای استفاده در کاربردهای بیوتکنولوژی بوده است.

بر اساس یک خبر منتشر شده ، استفاده از تجهیزات ساخت کاغذ می تواند راهی برای تولید دستگاه های بیوتکنولوژی با حجم بالا و هزینه کم باشد.

هاول در حال پیشگامی است که محققان موسسه مهندسی الهام گرفته از زیست شناسی دانشگاه هاروارد را نیز شامل می شود.

گروه هاروارد دستگاه تصفیه آب قابل حمل و خارج از شبکه و به نام AquaPulse را اختراع کردند که از یک میدان الکتریکی پالسی برای از بین بردن باکتری ها ، انگلی ها و ویروس ها استفاده می کند. این سیستم با استفاده از یک سری کانالهای ریز “میکروسیالی” آب را در معرض میدان الکتریکی قرار می دهد و نیاز به فیلتر را از بین می برد.

طبق گفته هاروارد ، AquaPulse برای تأمین آب شیرین به میلیون ها نفر از افرادی که در حال حاضر به منابع آب آلوده اعتماد می کنند ، در نظر گرفته شده است.

راه حل های موجود از فیلترهایی استفاده می کنند که نیاز به تعویض منظم دارند و به راحتی می توانند مسدود شوند و این امر برای بسیاری از جوامع بسیار گران است.

با این حال ، تهیه دستگاههای AquaPulse با هزینه کم به روشی گسترده برای تولید انبوه سیستم کانال میکروسیال نیاز دارد.

بنابراین هاول برای نمونه سازی سریع سیستم های میکروسیالی که وارد سیستم AquaPulse می شوند ، در مورد استفاده مجدد از قابلیت بافت در مقیاس نانو شرکت ، که بخشی از فرآیند تولید کاغذ Ultracast است ، به Sappi مراجعه کرد.

بنیاد ملی علوم اخیراً به پروژه ۱۵۴،۵۶۶ دلار در برنامه تاسیس شده برای تحریک بودجه بهبود زیرساخت های تحقیقات رقابتی اعطا کرده است.

در اینجا نمونه ای از دستگاه میکروسیالی برای کاربرد تصفیه آب مشاهده شده است.

کانالهای کوچک

با توجه به sciencedirect.com ، “میکروسیال” به سیستم هایی گفته می شود که مقدار کمی مایعات را با استفاده از کانال های کوچک پردازش می کنند.

هاول به Mainebiz گفت: دستگاه های میکروسیال دارای پتانسیلی برای استفاده هستند که نیاز به کنترل دقیق مایعات دارند.

هاول گفت که او ایده استفاده از Sappi را هنگامی که در یک کنفرانس با برخی از کارمندان آن بود و از الگوی دقیق شرکت در مقیاس وسیع مطلع شد ، پیدا کرد.

Nicholas Yardy ، مدیر فناوری رهاسازی Sappi ، گفت: این فرایند برای نوعی از محصولاتی که Sappi تولید می کند ، به نام “کاغذ انتشار طرح دار” اعمال می شود.

الگوهای منسوجات

روند کار با رول کاغذ ساخته شده از الیاف چوب که برای مقاومت بالا انتخاب شده اند ، شروع می شود. یک پوشش مایع روی کاغذ اعمال می شود. کاغذ روکش شده در یک چرخش مداوم از اطراف یک استوانه حکاکی شده عبور می کند. این پوشش به صورت حکاکی شده روی سیلندر شکل می گیرد و بیشتر پخت می شود تا به صورت یک پوشش جامد با دوام از بین برود.

یاردی گفت ، کاغذ آزادشونده طرح دار نوعی قالب کم عمق را تشکیل می دهد که اساساً در دنیای طراحی پارچه استفاده می شود.
وی گفت: “هنگامی که ما در مورد” رهاسازی “صحبت می کنیم ، شیئی که ایجاد می کنید در تماس با کاغذ ما تولید می شود و سپس از آن کاغذ برداشته می شود ، یا آزاد می شود.”

از این کاغذ برای ایجاد بافت به منسوجاتی مانند صندلی چرمی مصنوعی و صندلی های وینیل استفاده می شود.

این نمونه ای از مواد بافتی است که از کاغذ بیرون کشیده می شود.

Sappi رول های کاغذ بافت را برای مشتریان در سراسر جهان ارسال می کند.

وی ادامه داد: “مشتری X سپس پلاستیك مایع را روی كاغذ قرار می دهد ، سپس در پارچه ای ورقه ورقه می كند ، آن را خشك می كند ، آن را منجمد می كند و پلاستیك جامد را از روی كاغذ آزاد می كند.” “اکنون شما پلاستیک پلی اورتان دارید که توسط پارچه ای شبیه کاغذ پشتیبانی می شود. سپس این پارچه از بین می رود تا تبدیل به کفش ، کیف دستی و تودوزی خودرو شود. ”
از کاغذ انتشار می توان دوباره استفاده کرد. یک متر مربع کاغذ آزاد کننده می تواند ۲۰ یا ۳۰ متر مربع چرم مصنوعی ایجاد کند.

وی گفت: “برخی از بزرگترین ماركهای جهان مشتریان ما هستند.”

الگوهایی برای بیوتکنولوژی

وارد هاول شوید.

وی در گفتگو با افراد ساپی گفت: “ما گفتیم ،” بیایید الگوهایی را نه برای منسوجات ، بلکه برای کانال های میکروسیال بسازیم. ” “ما راهی برای انجام این کار به راحتی و به سرعت پیدا کردیم.”

الگوهای تولید انبوه دستگاه های میکروسیالی باید دقیق و قابل تکرار باشد اما اصلاح و تصحیح آن نیز آسان باشد. هاول از یک چاپگر سه بعدی برای ایجاد چند تمبر کوچک چاپ شده با الگوی معکوس دستگاه مورد نظر استفاده کرد – مشابه تمبرهایی که همراه با کیت Play-Doh کودک است. تمبرها در دستگاه ریخته گری Sappi’s ردیف شده اند. ابعاد کانال ها در دستگاه های اولیه هاول ۴۰۰ میکرون عرض بود – تقریباً به عرض چهار مو.

برنامه های معمول فرآیند انتشار الگوی Sappi شامل این کیف دستی است.

هاول گفت: “ما می توانیم از طرح مفهومی چاپ سه بعدی بلافاصله به این روند رول برویم.” “ما سعی می کنیم این کار را انجام دهیم تا مردم بتوانند ایده هایی در مورد الگوها داشته باشند و آنها را سریع و ارزان آزمایش کنند.”

به زودی ، هاول به پتانسیل فرآیند جدید برای کارهایی که در انستیتوی ویس انجام شد ، پی برد ، جایی که وی از سال ۲۰۱۲ تا ۲۰۱۵ عضو فوق دکترای توسعه فناوری بود و بر توسعه و ترجمه فناوری الهام گرفته از زیست به بازار تمرکز داشت.

در آنجا کار روی AquaPulse در حال انجام بود. اما مشکل این بود که بفهمیم چگونه دستگاهها را ارزان قیمت تولید می کنیم.

هاول گفت: “ما گفتیم ،” شاید این مفهوم ما توسعه یافته باشد. ” “ما اکنون سیستمی داریم که می توانیم دسته ای از هندسه های کانال را امتحان کنیم و آنها را به گونه ای تولید کنیم که بهترین عملکرد را داشته باشد.”

وی افزود ، این فرآیند همچنین برای دستگاه های تشخیصی مانند آزمایش خون نیز پتانسیل دارد.

تاکنون ، Sappi صدها الگو در رول های آزمایشی متعدد ، فاکتورهای آزمایش مانند تنظیمات میکروسیال ، تیمارهای سطح و مواد تولید کرده است.

یاردی گفت: “برابری زیادی که بین کار کیتلین و توانایی های ما وجود دارد این است که ما برای تکثیر گسترده بافت آماده شده ایم.” “او به هزاران نسخه از دستگاه خود احتیاج دارد و Sappi به طور خاص برای تکثیر گسترده بافت ها با دقت قابل توجهی تنظیم شده است.”

این همکاری ادامه خواهد داشت.

یاردی گفت: “كیتلین از حامیان كسب و كار ما بوده است زیرا در حال بررسی ایده های جدید هستیم.” “ارتباط او با دنیای بافت کاربردی خصوصاً مورد توجه ماست.”

افسانه ظاهری