چاپ ‌۳‌ بُعدی کامپوزیت مشابه استخوان با استفاده از باکتری

چاپ سه‌بعدی با استفاده از باکتری، به تولید ماده مرکبی مشابه استخوان انجامیده است که کاربردهای متعددی دارد.

کد خبر: ۵۹۰۸۷۶

تاریخ: ۰۶ اسفند ۱۴۰۱ - ۱۸:۵۸

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از آی‌او، محققان دانشگاه فنی لوزان(EPFL) روشی را برای چاپ سه‌بعدی با جوهر ساخته‌ شده از باکتری‌های تولید کننده کربنات کلسیم ابداع کرده‌اند. این ماده مرکب چاپ شده زیستی، مستحکم، سبک وزن و سازگار با محیط زیست است.

مواد مرکب زیستی قوی موجود در طبیعت سبک، مستحکم، متخلخل و سخت هستند. به عنوان مثال می‌توان به صدف یا استخوان اشاره کرد. تولید چنین موادی در محیط آزمایشگاهی بسیار دشوار است. بنابراین، محققان دانشگاه فنی لوزان راه حلی از طبیعت را انتخاب کردند و آن استفاده از باکتری باسیلوس پاستوری (sporosarcina pasteurii) است.

جوهر باکتریایی

جوهر باکتریایی(BactoInk) با قرار دادن این باکتری‌ها در معرض محلول حاوی اوره کار می‌کند که باعث ایجاد فرآیند معدنی‌سازی می‌شود. این فرآیند کربنات کلسیم (CaCO۳) تولید می‌کند. با این کار، تقریبا هر شکل قابل تصوری را می‌توان چاپ کرد، پس از آن پخت از طریق فرآیند کانی‌سازی چندین روز دیگر طول می‌کشد.

استر امستاد(Esther Amstad)، رئیس آزمایشگاه مواد نرم در دانشگاه فنی لوزان، توضیح می‌دهد که به هیچ وجه هر ماده‌ای برای چاپ سه بعدی مناسب نیست. این به این دلیل است که جوهر باید مایع باشد. چاپ سه بعدی تنها در صورتی امکان‌پذیر است که ماده به اندازه کافی مایع باشد تا از طریق نازل چاپ سه‌بعدی خارج شود و سپس بدون تغییر سفت شود.

پیش از این، بسیاری از ساختارها اغلب خیلی نرم یا منقبض شده بودند. این کوچک شدن باعث ایجاد ترک و از بین رفتن شکل می‌شود و بنابراین نامطلوب است. از آنجایی که این باکتری‌ها فرآیندی از معدنی شدن را آغاز می‌کنند که به آرامی در طی چند روز بهبود می‌یابد، این مشکلات وجود ندارد. برای اطمینان از اینکه محصول نهایی حاوی باکتری نیست، در پایان فرآیند محصول با اتانول شستشو داده می‌شود.

مرمت آثار هنری و تولید مرجان مصنوعی

یکی از کاربردهای آن در مرمت آثار هنری نهفته است. از آنجایی که امکان تزریق این ماده در قالب وجود دارد، می‌توانید ترک های گلدان را با آن بپوشانید. همچنین می‌توان با استفاده از آن مرجان مصنوعی ساخت که می‌تواند به بازسازی صخره‌های مرجانی کمک کند. علاوه بر این، این ماده شبیه به استخوان است و کاربردهای زیست پزشکی را نیز ممکن می‌سازد.