Il ricercatore di biologia Andy Shar scopre l'inchiostro stampabile in 3D che "tutti stavano cercando", dice il professore di fisica

Aug 02, 2023

20 aprile 2023

Di Mary Kate Brogan

Informazioni su Dreamwork, lavoro di squadra: nell'ambito delle Research Weeks 2023, questa serie presenta gli studenti universitari e i loro tutor di facoltà mentre parlano della loro ricerca e di ciò che hanno imparato gli uni dagli altri lungo il percorso.

Trovare un inchiostro stampabile in 3D che conduca elettricità, ma che sia forte, flessibile ed estensibile, è stato un obiettivo degli scienziati dei materiali di tutto il mondo sin dall’inizio della stampa 3D, afferma Daeha Joung, Ph.D., assistente professore presso il Dipartimento di Fisica dell’Università di Washington. College of Humanities and Sciences della Virginia Commonwealth University.

Così l'anno scorso, quando Andy Shar entrò nel suo laboratorio ansioso di cercare la soluzione, Joung era preoccupato ma diede a Shar una possibilità. Ed è grato di averlo fatto.

"Stavo cercando di trovare quell'inchiostro da solo", ha detto Joung. "Ma in qualche modo, Andy ha scoperto la ricetta."

La scoperta ha aperto nuove opportunità per Shar, ora studente del secondo anno che si specializza in biologia presso il College of Humanities and Sciences e si specializza in studi religiosi presso la School of World Studies. Shar, membro dell'Honors College, ha lavorato con Joung e il suo gruppo di ricerca attraverso il programma di opportunità di ricerca universitaria della VCU.

Accanto a Phillip Glass, uno studente del dottorato. Nel programma di nanoscienza e nanotecnologia, Shar ha pubblicato due articoli accademici, di cui uno sulla rivista Advanced Functional Materials di cui è stato il primo autore. Ne ha anche presentato un altro – più un capitolo di un libro – ed è stato invitato a presentare a conferenze sulla scoperta.

"Il materiale che abbiamo scoperto era un composito di silicone - polidimetilsilossina, o PDMS - e abbiamo disperso nanotubi di carbonio, o CNT, all'interno di quel silicone, cosa piuttosto difficile da fare", ha detto Shar. “Per farlo abbiamo utilizzato una tecnica piuttosto semplice e rispettosa dell’ambiente, che può avvenire a temperatura ambiente. La semplicità del processo di fabbricazione ne consente l’accesso ad altre persone e forse anche alle aziende che desiderano utilizzarlo a livello commerciale”.

Joung, Shar e Glass continuano a utilizzare l’inchiostro stampabile 3D nello sviluppo di dispositivi personalizzabili per il monitoraggio della salute dei pazienti e di pelle elettronica, o eSkin, sensori indossabili per rilevare il movimento delle articolazioni o monitorare la salute cardiaca e respiratoria.

“Ciò che il dottor Joung è stato davvero pionieristico è l’utilizzo della stampa 3D per creare impalcature in grado di simulare l’architettura del midollo spinale”, ha affermato Shar. Lui e Joung sperano che questa tecnologia, infusa con informazioni biostampate che consentirebbero alle cellule di ricrescere, possa aiutare le persone con lesioni del midollo spinale a ritrovare la funzione sensoriale e motoria.

Qui, lo studente e il mentore condividono pensieri su ciò che hanno imparato lavorando insieme.

Cosa ti ha attratto verso questo progetto?

Inizierò dall'inizio e parlerò innanzitutto di ciò che mi ha attratto del laboratorio del Dr. Joung: la [mia] esperienza passata con la ricerca nelle scuole superiori. Mi sono sempre piaciute molto le cose pratiche e la scienza dei materiali e la nanotecnologia erano due dei miei interessi principali quando sono arrivato alla VCU. Quindi mi è piaciuto il modo in cui ha incorporato tutto ciò con la stampa 3D – qualcosa che non avevo mai fatto prima ma che ero anche entusiasta di utilizzare – con applicazioni biologiche. Ho intenzione di dedicarmi al campo medico, quindi sarebbe qualcosa che riguarderebbe la mia futura professione. Quindi era sicuramente qualcosa di interessante.

Per quel progetto specifico, in realtà ho iniziato lavorando con Phillip Glass, che è uno studente laureato in fisica, sul suo progetto, ed è diventata una progressione naturale perché lo stavo aiutando. Avevo un certo interesse per la chimica e il processo di produzione dell'inchiostro e del materiale. E mentre lo aiutavo, ho deciso di fare le mie prove. E ringrazio davvero il dottor Joung per avermi dato la flessibilità e l'indipendenza per farlo. Stavo sperimentando e una volta trovato un inchiostro che pensavo avrebbe funzionato, abbiamo deciso che se fosse stato abbastanza unico e avesse avuto alcuni vantaggi rispetto a quanto visto in letteratura, allora avremmo potuto scrivere un articolo al riguardo. Quindi ho fatto ulteriori ricerche lì.