Марк Медовник - Жидкости

Конечно, чтобы напечатать такой объект, не обязательно использовать чернила. Можно взять любой материал, который способен переходить из жидкой формы в твердую. Посмотрите хотя бы на пчел. Именно так они сооружают свои необыкновенные шестиугольные соты. В возрасте от двенадцати до двадцати дней у рабочих пчел развивается особая железа, способная превращать мед в мягкие восковые хлопья. Они жуют воск и накладывают его слой за слоем, строя соты. Осы при строительстве своих гнезд пользуются этим же приемом; они пережевывают волокна древесины и смешивают их со слюной, создавая бумажные дома для своих личинок.

Человеческая технология трехмерной печати догоняет по качеству пчелиные и осиные. Пластмассу, например, можно выдавливать из принтера, слой за слоем, создавая твердые объекты сложнее пчелиных сот. Возможно даже получить трехмерные объекты с движущимися частями: эта техника используется в медицине для изготовления недорогих цельных протезов с действующими суставами. Трехмерная печать также применяется для создания биологических материалов. В 2018 г. китайские ученые провели первые клинические испытания по созданию искусственных ушных раковин для детей с врожденными пороками. Они использовали собственную клеточную ткань детей и трехмерные принтеры для формирования каркаса, по которому клеточная масса могла бы принять нужную форму.

Пчелы пользуются 3D-печатью при постройке своих сот намного дольше человека. © Frank Mikley

Трехмерная печать работает и с металлами. Голландская компания MX 3D использует ее для изготовления стальных мостов, добавляя расплавленную сталь капля за каплей и полагаясь на методы, позаимствованные из сварки. Еще одна технология предполагает использование мощного лазера, который плавит металлические порошки и соединяет их. Этот процесс используется для изготовления всего: от золотых украшений до деталей реактивных двигателей. Одно из главных преимуществ метода — возможность создавать полые объекты, снижая их вес и экономя материал. Объекты всё чаще разрабатываются сразу с внутренними каналами, по которым должны течь охладитель, смазка или даже топливо. По сути, такая конструкция имитирует строение тела: мы частично состоим из плотных тканей, частично из жидкости. Циркуляция крови доставляет к тканям питательные вещества при помощи сердечно-сосудистой системы, которая также транспортирует белки и другие молекулярные ингредиенты к поврежденным участкам. Это позволяет организму вырастить замену поврежденным клеткам кожи, мозга, печени, почек, сердца и т. п. Это еще один аспект природы, который мы можем теперь сымитировать благодаря трехмерной печати; потенциально это позволит технике служить дольше и самовосстанавливаться, а потому быть более надежной.

Поскольку человеческий организм зависит от циркуляции жидкостей, возникает побочный эффект: в нем скапливаются отходы жизнедеятельности, которые необходимо удалять. Избавление от кое-какой жидкости — первое, что было у меня на уме, когда я вышел наконец из аэропортовского автобуса перед своей гостиницей в Сан-Франциско. Мне по-прежнему очень нужно было в туалет. Во время регистрации я переминался с ноги на ногу, а затем припустил со всей возможной скоростью в отведенную мне комнату и едва не обмочился перед дверью, которая никак не хотела открываться в ответ на касание карточки. Наконец дверь распахнулась. О, какое облегчение!

Удовольствие иметь в номере собственную ванную комнату простирается намного дальше возможности пописать в любой момент, когда захочется. Это место, куда мы идем, чтобы очиститься, освежиться и поблаженствовать. И все эти возможности полностью зависят от доступности свободно текущей чистой воды. Большинство людей в развитых странах воспринимают удобства как нечто само собой разумеющееся, ведь инфраструктура, обеспечивающая водоснабжение и удаление отходов, почти не видна. Но она всегда рядом, жизнеобеспечивающая сеть наших городов, и ее поддержание и обслуживание удивительно дорого обходятся, даже в таких местах, как Сан-Франциско, где воды в изобилии. Для сбора отходов, их удержания и очистки, после которой воду можно возвращать в реки и моря, не вызывая их серьезного загрязнения, необходимо большое количество фильтрующих машин, осаждающих емкостей и перерабатывающих установок. Всё это стоит немалых денег и требует много энергии. Чем меньше вы хотите, чтобы стоки загрязняли экосистемы, тем дороже это обходится и тем больше воды вам нужно для разбавления того, что выходит из перерабатывающих заводов. Так что разобраться со стоками от посудомоечных и стиральных машин, душевых, ванн и туалетов для города размером с Сан-Франциско очень непросто. Питьевая вода тоже должна откуда-то браться, а там нужно больше фильтрации, насосов и мониторинга. Движение воды по кругу, загрязнение и очищение, требует энергии и воздействует на окружающую среду, поскольку появляются новые отходы.