افزایش استحکام چاپ سه بعدی با استفاده از باکتری

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما؛ کربنات کلسیم یک ماده قابل توجه است، زیرا ترکیبی از استحکام، وزن سبک و تخلخل را دارا است.
این اولین بار نیست که ما در مورد چاپ سه بعدی اجسام با کربنات کلسیم می‌شنویم. رویکرد‌های قبلی چاپ سه بعدی اجسام با کربنات کلسیم شامل اکسترود کردن ژل حاوی ذرات معدنی بود که متعاقباً خشک و سخت می‌شود. با این حال، برخی از اجسام چاپ شده به این روش نسبتاً نرم و شکننده بوده‌اند، یا با خشک شدن منقبض شده‌اند و ترک‌هایی در آن‌ها ایجاد شده و باعث تغییر شکل آن‌ها شده‌اند.
دانشمندان مؤسسه تحقیقاتی EPFL سوئیس در جستجوی جایگزین بهتری، باکتری به نام Sporosarcina pasteurii را با یک ژل پلیمری سازگار با محیط زیست ترکیب کردند. مخلوط حاصل که با نام BactoInk شناخته می‌شود، به شکل مورد نظر اکسترود می‌شود و یک جسم ژلاتینی با ساختار سه بعدی داربست مانندی را تشکیل می‌دهد که در آن باکتری‌ها جای می‌گیرند.
سپس جسم در معرض محلول حاوی اوره قرار می‌گیرد. این باعث می‌شود که کربنات کلسیم توسط باکتری‌ها سخت شوند و در نهایت جایگزین ژل نرم می‌شود. نهایتا، ماده در محلول اتانول غوطه ور می‌شود و باکتری‌ها را از بین می‌برد.
در نمونه‌های ساخته شده در آزمایشگاه، محصولات نهایی با محتوای کربنات کلسیم بیش از ۹۰ درصد در حدود چهار روز ساخته شده‌اند. هر دو رقم احتمالاً با توسعه بیشتر فناوری بهبود می‌یابند.
بنا بر اعلام وبگاه ساینس دایرکت، امید است که روزی بتوان از این ماده در تولید مرجان مصنوعی استفاده کرد که با پولیپ‌های مرجانی پر شده و پس از قرار گرفتن در صخره‌های مرجانی آسیب دیده به مرجان واقعی تبدیل شوند. این ماده همچنین ممکن است مستقیماً در محل آسیب استخوان اکسترود شود و استخوان جدیدی برای پر کردن فضای خالی ایجاد کند و در یک برنامه پیشنهادی دیگر، ممکن است از این ماده برای تعمیر آثار هنری آسیب دیده مانند مجسمه‌ها استفاده شود.
تطبیق پذیری پردازش BactoInk، همراه با اثرات زیست محیطی کم و خواص مکانیکی عالی مواد معدنی، فرصت‌های جدیدی را برای ساخت کامپوزیت‌های سبک وزن و باربر که بیشتر شبیه به مواد طبیعی هستند تا کامپوزیت‌های مصنوعی امروزی، ایجاد می‌کند.