论科学,工程和3D印刷的未来

Adam Jakus的采访

由:

亚当Jakus的形象,3d打印超弹性骨材料,获得2016年科学社会科学图像大赛第二名。

兼博士学位博士,博士,博士是西北大学的Shah组织工程和添加剂制造(团队)实验室的校友,现在是尼克斯维克斯州尼克斯维克斯的首席技术官和创始人。www.18luck.inf亚当也是社会竞赛获奖者的3次科学,最近被命名为决赛索引:2017年奖励用于工程超弹性骨骼。我们赶上了亚当询问他的研究进入新的3D可打印的材料,并掌握了科学与工程的不同作用。

您目前的研究重点是什么?

目前,我有许多关注的领域,但连接我所有研究的主线是开发新的、功能性的3d打印材料和3d打印工艺,这是经济的、可扩展的,并将使新的制造革命成为可能。

我不是专注于印刷机,专注于创造新材料。一旦印刷,展示独特且非常有利的性能,例如柔性陶瓷的材料。

如何使用3D打印机创建新的(如在,在您创建它们之前不存在)材料?

这些材料是我开发的新型3D可打印材料系统的一部分。我称之为“3D绘画”。这就是这样:如果你正在绘画家的墙壁,你就不会改变你的画作,因为你改变了颜色。为什么我们不能向制造和开发新材料技术扩展同样的思考过程?

因此,我开发新的材料和材料平台技术,使单个制造机(或3D打印机)能够与任何和所有材料进行3D打印。我可以获得相同的打印机来从与特定器官相关的生物组织中的任何内容打印到金属和合金,陶瓷,能源材料,甚至是外地制造的外星材料。

我目前的工作也侧重于缩放和翻译材料,以便他们拥有超越实验室和学术出版物的价值。这包括类似的材料,如超弹性骨,3D-石墨烯和组织纸(所有的科学图片大赛的获奖者)。

为什么您的研究对社会有关和重要?

新的制造技术使我们迅速创造几年前是科幻的材料和设备,并启用了新的研究和开发线。

我开发的3d绘画技术使这些新的研究和制造能力直接影响着日常生活。例如:医学技术,如超弹性骨。这种再生生物材料不仅在修复和再生骨骼方面具有很高的功能,而且易于手术,可以使用简单的现有3d打印技术快速生产。

这项技术在骨修复和再生方面有很多应用,但它填补了儿科的一个非常特殊的需求,因为儿童仍在发育,植入物和修复材料不能有效地随患者生长,这就需要进行额外的手术。新的生物材料,如超弹性骨,为新的医疗技术打开了大门,可以改善甚至拯救病人的生命。

亚当·贾斯斯爆头是什么让你选择了科学和工程领域?

我有一个哥哥,比我大两岁,他出生时就患有晚期先天性心脏病,一生都在医院里进进出出。他7岁时就去世了。

我不知道他对科学的兴趣来自哪里,但是我最早的一些记忆正在寻找与他的科学,自然和工程书。从地质到太空旅行的一切,看起来很酷,在那些书中感到很酷。

在他去世后,我的兴趣仍然留下来,直到高中结束,我总是在建造和修复这一点,并试图弄清楚“为什么”。

当是时候申请大学时,我很难决定我想做什么,因为我喜欢所有的科学和工程科目。我最终在亚特兰大佐治亚州理工学院,进入了材料科学和工程,当时是一个相对较新的领域。我喜欢能够创造新材料的想法 - 因为一切都是材料,对吧?

在格鲁吉亚理工学院,我参与了研究,主要是在一个专注于冶金的实验室中的弹道和精力充沛的材料。

您如何从研究金属转向工程新的生物组织?

经过五年的佐治亚理工学院,我意识到我想将我的知识应用于生物材料和组织工程领域,这普遍似乎缺乏良好的材料科学和工程知识。我工作的3D打印方面大多是偶然的。

大学和研究中的人们一般,似乎将假想墙放在田野(物理,化学,生物学,机械工程,材料工程等)之间,但这些墙壁只是:虚构。绝对没有理由为什么设计运作器官应该是任何不同或更具挑战性的,而不是设计新的合金或一块电子产品;并且没有理由需要将每个区域降级到特定的学习领域。

用不同的眼睛和一组技能接近一个领域具有巨大价值。我开发的组织工程方法和材料是我看似无关的知识和冶金和精力充沛的材料处理的无关的直接结果。

您是否识别为科学家,工程师或两者?

两个都。但主要是工程师。我的BS,MS和PHD学位都在工程中,我从技术上没有科学学位,所以从学术角度来看,我是工程师。

什么将科学与工程分开?

科学和工程都在同一个连续的知识和技术范围内。但是,最好是用最纯粹的形式来定义它们(在最极端的情况下),以欣赏它们之间的差异。

在我看来,纯粹的科学正在问一个问题并寻求答案。追求知识的知识。它最终并不重要,这知识是什么:所有新知识和新的理解都有价值。

爱因斯坦和其他20世纪早期的理论物理学家th例如,Century想要更多地了解宇宙。他们的首要问题是“为什么”。他们的科学动机不一定有目标或应用。

另一方面,纯工程学非常受目标驱动。问题是什么,我们如何在现实世界的技术、经济、政治和其他限制条件下解决它?

一个纯粹而简单的工程问题的例子:“我需要在X小时内从A到B获得,它不能花费超过Y美元,并且每年不得超过Z次。我需要做什么?”

这并不是说科学在解决这些问题方面没有发挥作用。科学追求提供知识库和工具箱来组装工程解决方案。当爱因斯坦于1905年推出了他着名的E = MC ^ 2时,它是一个非常好的物理理论和数学证据,但它没有实际应用。然而,他对知识知识的追求 - 结合Marie和Pierre Curie的知识追求 - 最终提供了开发核技术的工具。

当然,在现实生活中,科学家和工程师有不同的范畴,他们之间的区别很少如此非黑即白。

你怎么知道什么时候应用一种思想而不是另一种呢?

以最简单的形式,我问自己:我是在试图回答一个问题,还是在试图解决一个特定的问题?这是关于一个问题和一个问题。然而,解决这个问题可能需要在整个过程中回答问题。

任何参与研究的人都应该受过良好的训练,知道科学方法和工程方法,并知道何时应用它们。

区分这些方法很重要,因为——正如我在组织工程领域经常看到的那样——研究人员正在开发新的材料和方法,完全无视用户(外科医生)、经济、病人或工业化和制造业。如果研究的目标是解决问题,那么挑战就超越了技术解决方案,必须在设计过程中涉及环境和其他因素。

你对那些考虑从事科学或工程行业的人有什么建议?

只要追求你感兴趣的事。这可能需要大量的探索和接触不同的领域来找到你的激情所在,这是可以的。寻找机会去接触不同的事物,知道每件事都是相关的,每件事在其他领域都有价值。

你最喜欢你的工作是什么?

从个人的角度来看,我喜欢我制作并创造我能坚持的东西。以前从未观察过的材料和属性制成的东西。知道在一天结束时,你可以在一天结束时举行,你可以在同一天早上持有不存在的东西。

从更大的观点来看,我知道我正在制作材料和过程,这将有所作为,改善人们的生活。我经常与外科医生谈论和练习临床医生。我用他们的想法和材料 - 而且,更常见的是,他们告诉我不仅有需要,而是我正在开发完美需要的材料。

我最喜欢的工作是从“真正”世界中的研究实验室中脱离了研究实验室并与人们互动。作为我正在开发的技术的最终用户和接受者(患者)的人。如果技术没有将实验室脱离到更广阔的世界中,这有什么关系?

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