3D打印改变未来生活

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  3D打印公司Ripples咖啡打印产品。 王炯摄/光明图片

  3D打印又称为增材制造,主要是指以数字模型文件为基础,运用可黏合材料逐层打印快速构造物体的技术。3D打印技术是目前最为先进和前沿的制造方式之一。也许在大部分人印象中,3D打印更多的是一种存在于科研领域的概念性技术,觉得3D打印机笨重、昂贵,并且能够打印的东西十分有限。但事实上,随着近年来3D打印技术的突飞猛进,3D打印产品开始迅速由实验室向实际应用转移,目前已经在航空航天、生物医疗、汽车、机械等领域崭露头角,而随着3D打印应用技术的日新月异,其多样化产品必将在不久的将来给人们日常生活带来翻天覆地的变化。

  以色列是世界著名的科技创新国度,在3D打印技术研发和应用领域也居全球领先地位。近日,记者走访了数家以色列3D打印创新应用企业,进一步深刻体会了3D打印的神奇魅力和推动社会发展的重要意义。

  推动医药革命

  近年来,随着3D打印应用的飞速发展,3D打印模拟实验医疗方案制定、个性化3D打印胶囊、3D打印人体植入物等创新技术成果已经为世界医疗水平的发展进步增添了强劲活力。以色列医疗保健公司SBU负责人埃亚尔·米勒表示,据统计部门数据显示,2016年全球3D打印生物医药市场总值已达7.1亿美元,而2025年预测将达到35.1亿美元,这些3D打印产品正在医疗界创造一个又一个奇迹。

  米勒重点介绍了3D打印还原人体器官模型对于为患者制订更加精确、全面、有效的个性化治疗方案和医学实践培训具有重要意义。米勒指出,利用3D打印器官模型技术具备四大优势。一是从针对患者设计治疗方案到治疗过程结束全程都建立在人体器官模型试验的基础上,大大加强了治疗方案的准确性;二是可以在外科手术前重复实践进行全方位的预演,帮助外科手术医生选定最优手术位置和角度;三是3D打印材料健康环保,可以在任何环境下进行试验,不用考虑生物危害防治问题;四是只要存储了数据模型,就可以随时随地迅速打印出相应的器官模型。以脑肿瘤患者脑部外科手术为例,因为脑部非常敏感和危险,切除脑部肿瘤时需要医生在短时间内找到最合适的方位和角度,这就给手术带来了很大的难度和挑战。而3D打印技术的应用完美解决了这一难题,3D打印技术可以借助患者脑部数据资料在极短的时间内还原建立患者脑部的生物模型,医生可以通过这些模型重复进行模拟手术,不断完善手术和治疗方案。同时,这些人体器官模型对新医生的实践培训也有着非常重要的意义,可以让年轻医生在真正进手术室之前积累丰富的实践操作经验。

  以色列希伯来大学3D打印研究中心还研发出了在医学方面极具实用性的3D打印胶囊。该技术能够根据患者需求快速定制个性化药物,使其能够准确地在目标位置释放药物。该技术已经可以根据需要快速打印出复杂的药物,这些药物在外形上可以是星形、菱形、圆形等各种形状,可以膨胀、改变形状以及按预定时间激活、释放药物。例如该技术可以预设时间,让药丸到达肠道后再激活释放,这样便可以有效避免胃酸对药性的干扰,实现最佳治疗效果。

  引领餐饮时尚

  随着3D打印应用技术的日趋成熟,3D打印食品已经逐渐由理论研究转入市场应用。近年来,以色列多家3D打印初创企业在3D打印肉类方面取得了突破。餐饮业早年便出现了许多素食模拟肉类,这些模拟肉原料依旧是豆制品等素食,主要依靠厨师烹饪技术将其加工模拟出肉类口感,无法与真正的肉相提并论。而3D打印肉制品则完全不同,3D打印肉制品则是通过复杂的数字模型,从最基本的单位起创造出不论从口感、外观到营养都与真肉制品高度一致的仿真肉。

  Jet-Eat公司是成立于2018年初的以色列3D食品打印初创公司,Jet-Eat公司通过复杂的3D数据建立模型,以植物蛋白、脂肪和其他几种天然、健康和可持续的食材复制出与真实牛肉非常相似的素食牛肉。该公司创始人兼首席执行官本·谢特瑞特认为与传统牛肉相比,3D打印素食牛肉有着巨大的优势。首先,3D打印牛肉为零胆固醇食物,同时富含植物纤维和各种营养,比传统牛肉更有利于人体健康。其次,3D打印牛肉对环境和资源的压力远低于传统牛肉,生产一公斤的传统牛肉需要消耗约2万升水和20公斤以上的牛饲料,3D打印牛肉则只消耗少量健康食材,并且不会对环境造成任何负面影响。第三,3D打印牛肉非常快速便捷,目前,Jet-Eat公司的3D打印机已经可以在24小时内打印出相当于健康生长两年小牛所生产牛肉量的素食牛肉。最后,3D打印牛肉的成本正在不断降低,目前3D打印牛肉成本已基本与传统牛肉相当,随着该技术的不断发展完善,3D打印牛肉的成本将不断降低,市场竞争力会不断提升,发展前景广阔。

  谢特瑞特表示,Jet-Eat公司将用半年左右的时间继续试验和改进产品,然后开始向餐饮业投放,除以色列当地市场外,公司计划先在欧洲和北美寻找战略合作伙伴。而Jet-Eat公司并不是以色列唯一进入市场投放准备阶段的3D打印食品公司。基于希伯来大学3D打印研究中心技术的Savor-Eat公司也已在3D打印肉制品领域取得突破性进展,该公司研制的3D打印墨盒以植物纤维为主材料,在常温下的保质期高达6个月,大大降低了食品保鲜、运输和库存成本。该公司负责人魏兹曼称其已开始与以色列及境外餐饮业伙伴研究合作事宜,并表示将“大肆破坏”现有餐饮市场。相信在不久的将来,我们就可以在餐馆中品尝到方便、快捷、美味的3D打印汉堡、牛排等食品。

  点亮美丽心情

  除航空、医疗、汽车、食品等大型行业外,3D打印产品也已在不经意间走进了人们的衣食住行和休闲娱乐活动,不断为我们的日常生活增添亮丽风景,创造新鲜的惊喜和欢乐。

  Ripples是成立于2014年的以色列3D打印创新公司,致力于在咖啡和啤酒等饮品中采用3D打印技术打印出丰富多彩的图像和文字,使顾客在享受饮品的同时能够获得不一样的惊喜和体验。Ripples首席执行官由西告诉记者,Ripples的3D打印机已经可以将图片和文字非常清晰地“打印”到咖啡和啤酒的奶泡上,传输到机器中的图片和文字的分辨率越高,打印的效果就越好,如果顾客需要,我们甚至可以在一杯咖啡的奶泡中还原一张世界地图。同时,由西还表示,Ripples打印机墨盒所用的材料完全从天然食物中提取,对人体健康无害,可以放心食用。

  以色列特拉维夫市希尔顿酒店是Ripples用户之一,该酒店餐饮部经理助理亚尼夫·卡那夫告诉记者。3D打印咖啡的技术非常神奇,我们每天可以为顾客送上“早上好”“生日快乐”“旅途愉快”等温馨的问候,或者为顾客定制情侣照片、星座、生肖等具有特殊纪念意义的精致图片,让顾客在品尝美味咖啡的同时能够收获一份惊喜,点亮一天的美丽心情。卡那夫表示,除咖啡外,Ripples的3D打印机还可以实现对啤酒的图片和文字打印,2018年足球世界杯期间,打印着各参赛国国旗的啤酒受到了广大球迷们的高度评价。

  随着技术水平的不断发展和进步,3D打印一定可以给我们的未来生活创造更多奇迹,带来更多精彩。(记者 王炯)

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