Ερευνητές εκτυπώνουν με 3-D-printer ζωντανά υλικά με μελάνια από βακτήρια

Ερευνητές εκτυπώνουν με 3-D-printer ζωντανά υλικά με μελάνια από βακτήρια

Οι ερευνητές εκτυπώνουν με 3-D-printer ζωντανά υλικά με μελάνια από βακτήρια.

Σύντομα δεν θα υπάρχει τίποτα που να μην μπορεί να παραχθεί με την τρισδιάστατη εκτύπωση. Ωστόσο, τα υλικά που χρησιμοποιούνται για τη διαδικασία αυτή εξακολουθούν να είναι «νεκρά ύλη», όπως τα πλαστικά ή μέταλλα.

Μια ομάδα ερευνητών, με επικεφαλής τον καθηγητή André Studart, και συνάμα διευθυντής του εργαστηρίου για σύνθετα υλικά (Laboratory for Complex Materials), δημιούργησε μια νέα πλατφόρμα 3D εκτύπωσης που λειτουργεί με τη χρήση της ζωντανής ύλης. Οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα μελάνι που περιέχει βακτήρια, επιτρέποντας την εκτύπωση διαφόρων μικρό – βιοχημικών πραγμάτων με ορισμένες ιδιότητες, ανάλογα με το είδος των βακτηρίων που θα βάλουν οι επιστήμονες στο μελάνι.

Το Flink αξιοποιεί το εύρος των βακτηριακών ιδιοτήτων.

Τα μέλη της ομάδας Studart και οι πρώτοι συγγραφείς της μελέτης, Patrick Rühs και Manuel Schaffner χρησιμοποίησαν τα βακτήρια Pseudomonas putida και Acetobacter xylinum για αυτή τη δουλειά. Το πρώτο έχει την ικανότητα να σπάσει τη τοξική – χημική φαινόλη, η οποία παράγεται σε μεγάλη κλίμακα στη χημική βιομηχανία, ενώ η τελευταία εκκρίνει την νανοκυτταρίνη η οποία είναι υψηλής καθαρότητας. Παρεμπιπτόντως αυτή η βακτηριακή κυτταρίνη, πέρα των προαναφερόμενων ιδιοτήτων, μπορεί να ανακουφίσει τον ανθρώπινο πόνο και να επουλώνει πληγές, ανοίγοντας πιθανές εφαρμογές για τη θεραπεία εγκαυμάτων.

Η νέα πλατφόρμα εκτύπωσης που κατασκεύασαν οι ερευνητές, προσφέρει πολλούς δυνατούς συνδυασμούς, δηλαδή, με ένα μόνο μόνο πέρασμα, οι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν έως και τέσσερις διαφορετικές μελάνες που περιέχουν αυτά διαφορετικά είδη βακτηρίων σε διαφορετικές συγκεντρώσεις, προκειμένου να παράξουν αντικείμενα που εμφανίζουν διάφορες ιδιότητες.

Το μελάνι αποτελείται από μια βιοσυμβατή υδρογέλη που έχει την ικανότητα να παρέχει δομή. Η ίδια η υδρογέλη αποτελείται από υαλουρονικό οξύ, μόρια σακχάρου μακράς αλυσίδας και πυρογενές διοξείδιο του πυριτίου. Το μέσο καλλιέργειας για τα βακτήρια αναμειγνύεται στη μελάνη έτσι ώστε τα βακτήρια να έχουν όλες τις προϋποθέσεις για ζωή. Χρησιμοποιώντας αυτή την υδρογέλη ως βάση, οι ερευνητές μπορούν να προσθέσουν βακτήρια με την επιθυμητή “γκάμα ιδιοτήτων” και στη συνέχεια να εκτυπώσουν οποιαδήποτε τρισδιάστατη δομή που τους αρέσει.

Κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης της υδρογέλης που περιέχει βακτήρια, οι ιδιότητες ροής του πηκτώματος δημιουργούν μια ιδιαίτερη πρόκληση, δηλαδή, το μελάνι πρέπει να είναι αρκετά ρευστό ώστε να ωθείται με συνέπεια μέσω του ακροφυσίου πίεσης. Η συνεκτικότητα της μελάνης επηρεάζει την κινητικότητα των βακτηριδίων. Όσο πιο σκληρή είναι η μελάνη, τόσο πιο δύσκολο είναι να κινηθεί. Αν όμως η υδρογέλη είναι πολύ άκαμπτη, το Acetobacter εκκρίνει λιγότερη κυτταρίνη. Ταυτόχρονα, τα εκτυπωμένα αντικείμενα πρέπει να είναι αρκετά ανθεκτικά ώστε να υποστηρίζουν το βάρος των επόμενων στρωμάτων. Εάν είναι πολύ ρευστά, δεν είναι δυνατή η εκτύπωση σταθερών δομών, καθώς αυτές συρρικνώνονται κάτω από το βάρος που ασκείται πάνω τους. «Το μελάνι πρέπει να είναι τόσο παχύρρευστο όσο η οδοντόπαστα και να έχει τη συνοχή της κρέμας χεριών Nivea», είναι ο τρόπος με τον οποίο ο Schaffner περιγράφει την επιτυχημένη φόρμουλα.

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Παρακαλώ εισάγετε το σχόλιο σας!
Παρακαλώ εισάγετε το όνομά σας