Почини себя сам: самовосстанавливающиеся материалы для 3D-печати

23.08.2021, 11:25
Исследователи Имперского колледжа Лондона создали трехмерные строительные блоки, которые могут «ремонтировать» сами себя в случае повреждений. Они основаны на бактериальной целлюлозе.
Алена Ядвичук
Почини себя сам: самовосстанавливающиеся материалы для 3D-печати
Lightstorm Entertainment/Pacific Western (1991)

Спроектированные учёными «живые» материалы могут реагировать на повреждения в суровых условиях окружающей среды.

Работа, опубликованная в Nature Communications, обозначает возможность создания материалов, находящих и устраняющих повреждения. Исследователи спроектировали материал на основе бактериальной целлюлозы, словно составив его из кирпичиков конструктора .

Для создания таких материалов с помощью генной инженерии были выращены бактерии Komagataeibacter rhaeticus. Из них формировали сферические кластеры клеток — сфероиды. 

Иллюстрация сферических структур и соединений, в которые их можно вырастить
Возможные конфигурации сфероидов. https://www.nature.com/articles/s41467–021–25350–8/figures/2

Предварительно были получены бактерии двух типов, способные расти на определенном месте. Одни покрывали исключительно белые области подложки, другие — чёрные. В эксперименте их «посадили» на штрихкод. В течение 10 дней бактерии закрыли штрихкод полностью — причём каждый тип бактерии закрыл свою часть.

Чтобы повредить толстый слой бактериальной целлюлозы, учёные использовали дырокол. Далее в отверстие вставили свежевыращенные сфероиды и после их инкубации в течение трех дней обнаружили, что в месте прокола материал восстановил консистенцию и внешний вид. Учёные распологали сфероиды в различных конфигурациях, демонстрируя их потенциал как модульных строительных блоков.

Было бы очень здорово, если бы такие материалы использовали в строительстве дорог — выбоины сами бы зарастали, или в лобовом стекле автомобиля, чтобы трещины затягивались, а использование таких материалов в строительстве значительно продлило бы срок службы строений. В дальнейшем исследователи хотят обратить внимание на использование подобных структур с биологическими тканями

©  Популярная Механика