Baktérie použité na 3D tlač kompozitného materiálu podobného kosti
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 24. 2. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Uhličitan vápenatý je pôsobivý materiál, pretože kombinuje pevnosť, nízku hmotnosť a pórovitosť. Vedci teraz vyvinuli novú metódu 3D tlače tejto látky na báze baktérií, ktorá sa dá použiť napríklad na opravu kostí a obnovu koralových útesov.
Nie je to pritom prvýkrát, čo bol uhličitan vápenatý použitý pri 3D tlači predmetov. Predchádzajúce prístupy zahŕňali vytláčanie gélu obsahujúceho minerálne častice, ktorý následne vyschne a stvrdne. Niektoré z výsledných predmetov však boli pomerne mäkké a krehké alebo sa pri schnutí zmršťovali, čím vznikali trhliny a menil sa ich tvar.
Pri hľadaní lepšej alternatívy vedci zo švajčiarskeho výskumného inštitútu EPFL skombinovali baktériu Sporosarcina pasteurii s ekologickým polymérnym gélom. Výsledná zmes, známa ako BactoInk, sa 3D vytlačí do požadovaného tvaru a vytvorí želatínový objekt s trojrozmernou mikroštruktúrou podobnou lešeniu, v ktorom baktérie „hniezdia“.
Potom sa objekt vystaví pôsobeniu roztoku obsahujúceho močovinu. To spôsobí, že baktérie začnú produkovať tvrdý uhličitan vápenatý, ktorý nakoniec nahradí mäkký gél. Nakoniec sa predmet ponorí do roztoku etanolu, čím sa baktérie usmrtia.
Počas doteraz vykonaných laboratórnych testov sa hotové výrobky s obsahom uhličitanu vápenatého viac ako 90 % vytvorili „približne za štyri dni“. Obidva údaje by sa mali pravdepodobne zlepšiť, keď sa technológia bude ďalej vyvíjať.
Vedci dúfajú, že materiál by sa jedného dňa mohol použiť na výrobu umelých koralov, ktoré by boli osídlené koralovými polypmi a po umiestnení do poškodeného útesu by sa tak premenili na „skutočné“ koraly. Materiál by sa tiež mohol vytláčať priamo do poranení, kde chýba kosť, a vytvárať tak novú kosť, ktorá by vyplnila prázdne miesto. A v ďalšom navrhovanom použití by sa materiál mohol použiť na opravu poškodených umeleckých diel, napríklad sôch.
„Univerzálnosť spracovania BactoInk v kombinácii s nízkym vplyvom na životné prostredie a vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami mineralizovaných materiálov otvára mnoho nových možností na výrobu ľahkých, nosných kompozitov, ktoré sa viac podobajú prírodným materiálom než dnešným syntetickým kompozitom,“ uviedla doc. Esther Amstadová, spoluvedúca výskumu.
Článok o štúdii bol nedávno uverejnený v magazíne Materials Today.
