Почини себя сам: самовосстанавливающиеся материалы для 3D-печати

Исследователи Имперского колледжа Лондона создали трехмерные строительные блоки, которые могут «ремонтировать» сами себя в случае повреждений. Они основаны на бактериальной целлюлозе.
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 .

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

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.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

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