众所周知，3D 打印可以用任意数量的不寻常材料完成，包括细胞，巧克力等。但是细菌呢？好吧，2024上海医疗设备展Medtec了解到在最近的一个项目中，洛桑联邦理工学院（洛桑联邦理工学院，又名瑞士洛桑联邦理工学院）的研究人员就是这样做的。更具体地说，他们发表了一种使用含有碳酸钙产生细菌的墨水进行 3D 打印的方法。由此产生的生物复合材料具有许多有趣的应用，并且坚固、轻便且环保。
这当然不是科学家第一次转向更广阔的自然界寻求增材制造的解决方案。事实上，仿生学或模仿生命的做法在 3D 打印中很受欢迎，因为它允许对零件进行更多优化，例如模仿蜂箱的晶格结构。这个项目背后也有类似的推理。研究人员将目光投向了自然界，这种自然界能够生产出轻巧而坚固、多孔和坚硬的复合材料（在实验室或工厂中几乎不可能做到），例如软体动物壳或骨骼。最终，他们希望生产出具有这些特性同时又环保的材料。现在有了这种 3D 打印墨水，他们已经实现了这一点。
通过将富含细菌的墨水（称为 BactoInk）和 3D 打印相结合，科学家们成功地创造了一种坚固、轻便且环保的生物复合材料
/3D打印细菌创造更好的复合材料/
在发表在《今日材料》杂志上的论文《活体结构生物复合材料的 3D 打印》中，EFPL 软材料实验室的研究人员概述了他们如何能够创建该过程。也就是说，他们使用细菌 Sporosarcina pasteurii 创造了一种 3D 可打印墨水。之所以选择这种细菌，是因为它具有一种有趣的能力，当暴露于含尿素的溶液时，这是一种产生碳酸钙（CaCO3） 被触发。这种被称为 BactoInk 的新墨水几乎可以打印任何形状，然后在几天内矿化。
选择使用会矿化的墨水是因为需要解决通常以 3D 打印为中心的问题（即它们可能难以管理，因为它们需要一定的流动条件，并且在打印后也往往会变软或收缩）。软材料实验室负责人 Esther Amstad 解释说：“因此，我们想出了一个简单的技巧：我们不是打印矿物，而是使用 BactoInk 打印聚合物支架，然后在第二个单独的步骤中将其矿化。大约四天后，由支架中的细菌触发的矿化过程导致矿物质含量超过 90%的最终产品。
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其结果是一种坚固而有弹性的生物复合材料，甚至可以使用标准 3D 打印机生产。此外，最终产品不再含有活细菌。这种材料也特别有趣，因为它不仅坚固轻便，而且多孔，这在增材制造中很难实现。
研究人员已经概述了该材料在不同领域的许多应用。其中一种应用当然是艺术品的修复，因为墨水可以直接注入现场，然后生长以适应裂缝或碎屑。但是，由于它使用了环保材料，因此建造人工珊瑚以再生受损的海洋珊瑚礁也可能非常令人兴奋，这是一个紧迫的环境问题。
Amstad 总结道：“BactoInk 工艺的多功能性，加上矿化材料对环境的低影响和优异的机械性能，为制造轻质承重复合材料开辟了许多新的可能性，这些复合材料更类似于天然材料，而不是当今的合成复合材料。如果您想了解更多信息，可以在此处找到完整的研究。
您如何看待洛桑联邦理工学院的研究人员在使用充满细菌的墨水和 3D 打印来制造生物复合材料方面的工作？不妨跟2024上海医疗设备展Medtec小编来探讨一下~
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