ENGINEERINGNET.BE - Levende materialen, die gemaakt worden door biologische cellen onder te brengen in een niet-levende matrix, zijn de afgelopen jaren steeds populairder geworden. Wetenschappers zien in dat de meest robuuste materialen vaak materialen zijn die de natuur nabootsen.
Onderzoekers van verschillende faculteiten van TU Delft hebben nu voor het eerst 3D-printers en een nieuwe bioprinttechniek gebruikt om een levend, fotosynthetisch materiaal te maken dat stevig en veerkrachtig is. Het materiaal kan op allerlei manieren worden gebruikt.
"Het printen van levende cellen is een aantrekkelijke technologie voor de vervaardiging van levende materialen", zegt Marie-Eve Aubin-Tam, associate professor bij TU Delft. "Ons fotosynthetische, levende materiaal heeft als voordeel dat het mechanisch robuust genoeg is voor praktische toepassingen."
De onderzoekers begonnen met bacteriële cellulose: een niet-levende, organische verbinding die wordt geproduceerd en uitgescheiden door bacteriën. Bacteriële cellulose heeft een aantal unieke mechanische eigenschappen, waaronder flexibiliteit, stevigheid en het vermogen om zijn vorm te behouden, zelfs wanneer het gedraaid, geplet of anderszins vervormd wordt.
De bacteriële cellulose is als het papier in een printer, de levende microalgen fungeren als de inkt. Het onderzoeksteam gebruikte een 3D-printer om levende algen op de bacteriële cellulose aan te brengen.
De combinatie van levende (microalgen) en niet-levende (bacteriële cellulose) componenten resulteerde in een materiaal dat de fotosynthetische kwaliteit van de algen en de robuustheid van de bacteriële cellulose combineert.
Het materiaal is sterk en duurzaam, en tegelijkertijd milieuvriendelijk, biologisch afbreekbaar en eenvoudig op schaal te produceren. Door de plantachtige aard van het materiaal kan het zichzelf door middel van fotosynthese wekenlang ‘voeden’ en is het ook te regenereren: een klein monster van het materiaal kan ter plaatse worden opgekweekt tot meer.
Door zijn bijzondere eigenschappen is het materiaal een ideale kandidaat voor veel toepassingen, zoals kunstmatige bladeren die energie produceren of materialen die reageren op prikkels van buitenaf.
