EPFL研究人員開發出含有細菌的3D可打印墨水
Source：3dnatives
【生物3D打印】EPFL的研究人員開發出一種3D打印墨水，其中含有一種能夠產生碳酸鈣的細菌。這種生物複合材料不僅強度高且輕便和環保。研究人員選擇這種細菌是因爲它具有在尿素溶液中被刺激產生碳酸鈣的能力，這種墨水幾乎可以打印任何形狀，然後在數天內產生礦化。通過仿生學和生物學的原理來製造具有多孔結構和機械強度的生物複合材料，這種方法用於環保、修復藝術品或珊瑚礁等領域。
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衆所周知，3D 打印可以使用任何數量的不尋常材料來完成，包括細胞、巧克力等。但是細菌呢？嗯，在最近的一個項
目中，EPFL（École Polytechnique Fédérale de Lausanne ）的研究人員已經做到了這一點。更具體地說，他們發表了一種使用含有產生碳酸鈣的細菌的墨水進行 3D打印的方法。由此產生的生物複合材料具有許多有趣的應用，並且堅固、輕便且環保。
這當然不是科學家們第一次轉向更廣闊的自然界來尋求增材製造的解決方案。事實上，仿生學或模仿生命的實踐在 3D 打印中很流行，因爲它允許對零件進行更多優化，例如模仿蜂箱的格子結構。這個項目背後有類似的推理。研究人員着眼於大自然，它能夠生產出既輕又堅固、多孔又堅硬的複合材料（在實驗室或工廠幾乎不可能做到），例如軟體動物的殼或骨頭。最終，他們希望生產出具有這些特性同時又環保的材料。現在有了這種 3D 打印墨水，他們就實現了這一點。
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通過結合載有細菌的墨水（稱爲 BactoInk）和 3D 打印，科學家們成功地創造了一種堅固、輕便且環保的生物複合材料
3D 打印細菌以創造更好的複合材料
在 Materials Today上的論文中，EFPL軟材料實驗室的研究人員3D打印活體結構生物複合材料概述了他們是如何創造這一過程的。也就是說，他們使用巴斯德氏孢子肉菌創建了一種可3D打印的墨水。 選擇這種細菌是因爲它具有一種有趣的能力，當暴露於含尿素的溶液中時，會觸發產生碳酸鈣 (CaCO 3 ) 的礦化過程。這種名爲 BactoInk 的新墨水幾乎可以打印任何形狀，然後會在幾天內礦化。
選擇使用會礦化的墨水是因爲需要解決通常以墨水 3D 打印爲中心的問題（即它們可能難以管理，因爲它們需要特定的流動條件，並且在打印後往往會變軟或收縮). 軟材料實驗室負責人 Esther Amstad 解釋說：“因此，我們想出了一個簡單的技巧：我們使用 BactoInk 打印了一個聚合物支架，而不是打印礦物，然後在第二個單獨的步驟中將其礦化。大約四天後，支架中細菌引發的礦化過程會產生礦物質含量超過 90% 的最終產品。”
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result是一種堅固且有彈性的生物複合材料，甚至可以使用標準 3D 打印機生產。此外，最終產品不再含有活細菌。這種材料也特別有趣，因爲它不僅堅固輕便，而且多孔，這在增材製造中很難實現。
研究人員已經概述了該材料在不同領域的許多應用。一種應用當然是修復藝術品，因爲墨水可以直接注入現場，然後增長以適應裂縫或碎片。但由於使用了環保材料，建造人造珊瑚以再生受損的海洋珊瑚礁也可能非常令人興奮，這是一個緊迫的環境問題。
Amstad 總結道，“ BactoInk 加工的多功能性，結合礦化材料對環境的低影響和優異的機械性能，爲製造比今天更接近天然材料的輕質、承重複合材料開闢了許多新的可能性。合成複合材料。” 如果您想了解更多信息，可以在此處找到完整的研究。
