Home » Știință » Imprimarea 3D folosind cerneală cu bacterii produce compuși asemănători oaselor

Imprimarea 3D folosind cerneală cu bacterii produce compuși asemănători oaselor

Imprimarea 3D folosind cerneală cu bacterii produce compuși asemănători oaselor
Foto: Matteo Hirsch et al., Material Today, 2023
Publicat: 28.02.2023

Cercetătorii de la EPFL, din Elveția, au dezvoltat imprimarea 3D folosind cerneală cu bacterii producătoare de carbonat de calciu. Biocompozitul mineralizat imprimat 3D este deosebit de puternic, ușor și prietenos cu mediul, cu o gamă largă de aplicații de la artă la biomedicină.

Natura are un talent extraordinar de a produce materiale compozite care sunt simultan ușoare și puternice, dar și poroase și rigide, cum ar fi cochiliile de moluște sau oasele. Dar producerea unor astfel de materiale într-un laborator sau fabrică, în special folosind materiale și procese ecologice, este extrem de dificilă.

Cercetătorii au apelat la natură pentru a găsi o soluție. Ei au creat imprimarea 3D folosind cerneală cu bacterii Sporosarcina pasteurii: bacterii care, atunci când sunt expuse la o soluție care conține uree, declanșează un proces de mineralizare care produce carbonat de calciu (CaCO3).

Rezultatul este că cercetătorii pot folosi cerneala, denumită BactoInk, pentru a imprima 3D practic orice formă, care se va mineraliza apoi treptat în decurs de câteva zile.

Cum funcționează imprimarea 3D folosind cerneală cu bacterii?

„Imprimarea 3D capătă o importanță din ce în ce mai mare în general, dar numărul de materiale care pot fi imprimate 3D este limitat din simplul motiv că cernelurile trebuie să îndeplinească anumite condiții de curgere”, explică șefa de laborator Esther Amstad.

„De exemplu, trebuie să se comporte ca un solid atunci când este în repaus, dar să fie extrudabilă printr-o duză de imprimare 3D”, a spus ea, citată de Tech Xplore.

Amstad explică că cernelurile de imprimare 3D care conțin particule minerale mici au fost folosite anterior pentru a îndeplini unele dintre aceste criterii de curgere, dar că structurile rezultate tind să fie moi sau să se micșoreze la uscare, ceea ce duce la crăpare și la pierderea controlului asupra formei produsului final.

„Așadar, am realizat un truc simplu: în loc să imprimăm minerale, am imprimat o schelă polimerică folosind BactoInk, care este apoi mineralizat într-o a doua etapă separată. După aproximativ patru zile, procesul de mineralizare declanșat de bacteriile din schelă duce la un produs final cu un conținut de minerale de peste 90%”, explică cercetătoarea.

Un material deosebit de rezistent

Rezultatul este un bio-compozit puternic și rezistent, care poate fi produs folosind o imprimantă 3D standard și materiale naturale, fără temperaturile extreme adesea necesare pentru fabricarea ceramicii. Produsele finale nu mai conțin bacterii vii, deoarece sunt scufundate în etanol la sfârșitul procesului de mineralizare.

Metoda care descrie imprimarea 3D folosind cerneală cu bacterii pentru a induce mineralizarea a fost publicată recent în revista Materials Today.

Această abordare are mai multe aplicații potențiale într-o gamă largă de domenii, de la artă și ecologie la biomedicină.

Imprimarea 3D folosind cerneală cu bacterii ar putea salva arta, dar și coralii

Amstad consideră că restaurarea operelor de artă ar putea fi facilitată foarte mult de BactoInk, care poate fi, de asemenea, injectată direct într-o matriță sau într-un loc țintă, cum ar fi o fisură dintr-o vază sau dintr-o statuie. Proprietățile mecanice ale cernelii îi conferă rezistența la contracție necesară pentru a repara o operă de artă, precum și pentru a preveni deteriorarea ulterioară în timpul procesului de restaurare.

Folosirea exclusivă a materialelor ecologice și capacitatea de a produce un biocompozit mineralizat fac din această metodă un candidat promițător pentru construirea de corali artificiali, care pot fi folosiți pentru a ajuta la regenerarea recifelor marine deteriorate. În cele din urmă, faptul că structura biocompozitului și proprietățile mecanice le imită pe cele ale osului ar putea să-l facă interesant pentru viitoare aplicații biomedicale.

„Versatilitatea procesării BactoInk, combinată cu impactul scăzut asupra mediului și proprietățile mecanice excelente ale materialelor mineralizate, deschide multe noi posibilități de fabricare a compozitelor ușoare, portante, care sunt mai asemănătoare cu materialele naturale decât cu compozitele sintetice de astăzi” spune Amstad.

Vă recomandăm să citiți și:

O stație spațială exclusiv privată este în curs de construire în Italia

Cercetătorii dezvoltă o nouă tehnică pentru studiul mitocondriilor

Colierul inteligent care te scapă de fumat

Cercetătorii lucrează la lentilele de contact cu navigație GPS

Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș este blogger începând cu anul 2009, având experiență și în domeniile publicitate și jurnalism. Este pasionat de marketing și de tehnologie, dar cel mai mult îi place să știe lucruri, motiv pentru care a fost atras de Descopera.ro. citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Apneea în somn ar putea fi tratată prin injecții cu celule stem
Apneea în somn ar putea fi tratată prin injecții cu celule stem
Pentru prima dată, Japonia depășește pragul de 10 milioane de turiști în primul trimestru al anului
Pentru prima dată, Japonia depășește pragul de 10 milioane de turiști în primul trimestru al anului
Universitatea Harvard „predă ura și prostia”, acuză Donald Trump
Universitatea Harvard „predă ura și prostia”, acuză Donald Trump
Școlile din Spania, obligate prin lege să servească fructe și legume copiilor
Școlile din Spania, obligate prin lege să servească fructe și legume copiilor
Anubis, gardianul morților
Anubis, gardianul morților
Google a dezvoltat un model AI pentru comunicarea cu delfinii
Google a dezvoltat un model AI pentru comunicarea cu delfinii
„Update Go4it” #20: Radu Uszkai despre AI și învățământul din România
„Update Go4it” #20: Radu Uszkai despre AI și învățământul din România
Un studiu arată că ciorile pot recunoaște regularitatea geometrică
Un studiu arată că ciorile pot recunoaște regularitatea geometrică
Primele urme de anchilozaur cu trei degete demonstrează că specia a trăit în America de Nord acum 100 de milioane de ani
Primele urme de anchilozaur cu trei degete demonstrează că specia a trăit în America de Nord acum 100 de milioane de ani
„În căutarea timpului pierdut” a lui Marcel Proust, cel mai lung roman. „Să fim recunoscători oamenilor care ne fac fericiți. (…) Ei ne fac sufletele să înflorească”
„În căutarea timpului pierdut” a lui Marcel Proust, cel mai lung roman. „Să fim recunoscători oamenilor care ne ...
Mel Gibson, actor și regizor de Oscar, dar și tată prolific – 9 copii cu trei femei. „A juca este ca și cum ai minți. Arta de a minți bine. Sunt plătit să spun minciuni”
Mel Gibson, actor și regizor de Oscar, dar și tată prolific – 9 copii cu trei femei. „A juca este ca și cum ai ...
VIDEO: Cel mai corect robot din punct de vedere anatomic creat vreodată își flexează mușchii
VIDEO: Cel mai corect robot din punct de vedere anatomic creat vreodată își flexează mușchii
Cum ar putea banalul porumb să crească durata de viață a bateriilor?
Cum ar putea banalul porumb să crească durata de viață a bateriilor?
Test de cultură generală. De ce steagul-curcubeu este simbolul LGBTQ?
Test de cultură generală. De ce steagul-curcubeu este simbolul LGBTQ?
A fost detectată o nouă exoplanetă sub-Neptun care orbitează în jurul unei stele din apropiere
A fost detectată o nouă exoplanetă sub-Neptun care orbitează în jurul unei stele din apropiere
Curtea Supremă din Regatul Unit a decis! Care este definiția femeii?
Curtea Supremă din Regatul Unit a decis! Care este definiția femeii?
Decizia luată de Poșta din Hong Kong ca urmare a tarifelor impuse de Donald Trump
Decizia luată de Poșta din Hong Kong ca urmare a tarifelor impuse de Donald Trump
„Execuție în stil mafiot” la Roma. Cine sunt victimele?
„Execuție în stil mafiot” la Roma. Cine sunt victimele?