Для исследователей из лаборатории мягких материалов Инженерной школы Швейцарского федерального технологического института Лозанны (EPFL) бактерии стали тем самым спасительным компонентом, который может восстанавливать поврежденные объекты, например архитектурные сооружения, произведения искусства, скульптуры, а также подводные морские рифы. Они могут восстанавливать или заделывать трещины на различных предметах.

Исследователи разработали чернила для 3D-печати, пропитанные бактериями, называемыми Sporosarcina pasteurii. При воздействии раствора, содержащего мочевину, эта бактерия запускает процесс минерализации, в результате которого образуется карбонат кальция. Чернила для 3D-принтера с бактериями, загруженные в принтер, или, как называют их исследователи, BactoInk, могут материализоваться из жидкой формы и минерализоваться или отвердеть через несколько дней.

Исследователи считают, что их чернила для 3D-печати с бактериями могут создавать минерализованный биокомпозит. В результате такой техники получаются прочные, легкие и экологически чистые объекты, которые могут быть адаптированы для широкого спектра применений – от искусства до биомедицины.

Прочный и эластичный биокомпозит, который может быть изготовлен с использованием стандартного 3D-принтера и натуральных материалов, может хорошо выходить без экстремальных температур, часто требуемых для изготовления керамики. Готовые продукты больше не содержат живых бактерий, поскольку в конце процесса минерализации они погружаются в этанол.

Ученые придумали простой трюк: вместо печати минералов они напечатали полимерный каркас с помощью BactoInk, который затем минерализуется на втором отдельном этапе. Примерно через четыре дня процесс минерализации, вызванный бактериями в каркасе, приводит к получению конечного продукта с содержанием минералов более 90%. Таким образом, данные чернила не усыхают и не трескаются после нанесения.

Использование BactoInk для будущего 3D-производства предполагает несколько применений. Восстановление поврежденных, расколотых или подлежащих восстановлению произведений искусства и скульптур больше не может быть проблемой, поскольку бактериальные чернила можно вводить непосредственно в форму, трещину в вазе или скол в статуе.

Использование в методе исключительно экологически приемлемых ингредиентов, а также его способность создавать минерализованный биокомпозит делают его хорошим вариантом для создания искусственных кораллов, которые могут помочь восстановить поврежденные морские рифы. В конечном счете, структура и механические свойства биокомпозита аналогичны свойствам кости, что может сделать его привлекательным для будущих биомедицинских применений.

Фото превью и материала / EPFL

Чернила для 3D-печати из бактерий могут восстанавливать поврежденные морские рифы и скульптуры