科学研究的日常工作很少是光鲜亮丽的。当特雷弗·里夫（Trevor Rife）在攻读遗传学博士学位时，他必须通过在96孔板中研磨冻干组织来提取DNA。这个过程并不难——它涉及手动将一个陶瓷珠放入每个孔中，然后盖上板子并摇晃，以便珠子能够压碎组织并释放出DNA。但是，手动提取和放置珠子是一项繁琐的工作。虽然市场上存在自动珠子分配器，但他的实验室负担不起。如今，作为南卡罗来纳州克莱姆森大学的植物科学家，里夫拥有足够的珠子分配器——但他并没有购买它们，而是使用3D打印机自行制造。"这并不是革命性的硬件，"他承认。但每个珠子分配器大约10美元的价格为他节省了很多时间和金钱，因此它们成了他通过3D打印制造的最喜欢的工具。3D打印因其层层叠加构建物体而被称为增材制造，近年来在研究人员中受到广泛欢迎——尤其是在COVID-19大流行期间（见“文献中的3D打印”）。"公司没有向实验室送货，但你可以获得[打印机]耗材并3D打印自己的管架等物品，"里夫说。人工智能工具也在帮助优化设计和监测质量控制。来源：PubMed/自然分析今天，入门级3D打印机的价格低于2500美元，其中最便宜的售价仅为200美元。中国深圳的Bambu Lab提供了几种特别受欢迎的选择，里夫的实验室里就有一台——Bambu X1C，花费了他大约1200美元。他还有其他公司的打印机，如一台零售约550美元的Prusa MINI和一台可以从几百美元的套件中组装的Voron 0，具体取决于配置。Nature与五位研究人员交谈，了解3D打印是如何推动他们的研究的。珠子和种子里夫设计了几种简单的工具，帮助植物遗传学家进行研究，包括一个用于统计种子的托盘、按大小分类种子的方形工具和用于收集组织的管子孔冲适配器。他的目标是使植物研究对全球的研究人员更具可及性。他解释说，给某人发送一个设计文件比运输一件设备要容易得多。世界上最小的3D生物打印机可以在手术过程中重建组织像许多“创客”一样，里夫分享他的设计，这些设计通常使用产品开发软件Autodesk Fusion创建。他将这些设计上传到在线代码库GitHub和设计共享网站，例如Thingiverse和Printables。他说，这些设计甚至可以进行自定义。例如，他的珠子分配器可以根据需要调整为12、24和48孔板，研究人员可以调整种子计数器中孔的大小和形状，以匹配他们正在研究的种子。里夫设计了文件，使得更改一个参数会相应调整其他参数。例如，告诉软件增大孔的大小，还会增加孔之间的间距，以防止重叠。"你有机会添加那个自定义层，制造这些为科学量身定制的工具，"里夫说。"这仅仅受到你的创造力和想象力的限制。"如何获得一个头部在日本千叶大学，电气工程师伊尔万（Irwansyah）及其同事研究骨传导，以理解声音如何通过人类颅骨传播。骨传导可以用于放大助听器中的声音。然而，声音传到对侧耳朵可能会干扰信号。如何3D打印完全成型的机器人为了理解甚至阻止这种不必要的“串扰”，伊尔万3D打印了解剖学准确的颅骨，并用硅胶外皮覆盖，调整它们以研究声音传导的不同方面。没有任何商业可用的模拟人头的设备适合这些研究，因此他和同事使用了一个公开可用的磁共振成像（MRI）模型，并进行修改，去掉他们不需要的部分并添加一个传感器的开口。3D打印的颅骨由一种叫做聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的刚性热塑性材料制成，伊尔万测试了各种混合硅胶，以寻找最真实地传导振动的皮肤模拟物。通过该设计，他正在研究这个假头是否能匹配人类研究中发现的声音模式。伊尔万表示，这些3D打印的颅骨比商业版本更便宜且更易于使用——并且有其他好处。"根据研究问题，我们可以更改设计、传感器位置、颅骨结构或外部材料。"例如，他添加了耳道模型，并在耳膜所在的地方放置了麦克风。他甚至在通常位于内耳的耳蜗位置放置了传感器，以检测他在实验中是否成功阻止了串扰。