عصر ایران - همه باکتری ها مرگبار نیستند. برای پژوهشگران آزمایشگاه مواد نرم دانشکده مهندسی در موسسه فناوری فدرال سوئیس لوزان (EPFL)، باکتری ها می توانند اشیا، معماری و حتی آثار هنری طبیعی مانند صخره های مرجانی و مجسمه های زیرآب را بازسازی کنند.
پژوهشگران یک جوهر چاپ سه بعدی با یک باکتری به نام اسپوروسارسینا پاستوری (Sporosarcina pasteurii) توسعه داده اند. زمانی که در معرض یک محلول حاوی اوره قرار بگیرد، این باکتری فرآیند معدنی‌سازی را آغاز می کند که به تولید کربنات کلسیم منتج می شود. این جوهر چاپ سه بعدی باکتریایی که به نام "باکتواینک" (BactoInk) شناخته می شود می تواند هر فرمی را از شکل مایع خود ایجاد کرده و پس از چند روز معدنی یا سخت شود.
چاپ سه بعدی شاهد افزایش اهمیت خود است، اما تعداد موادی که می توان آنها را به صورت سه بعدی چاپ کرد به دلیل این که جوهرها باید شرایط جریان خاصی داشته باشند، محدود است. به عنوان نمونه، آنها باید در حالت نگهداری مانند یک جامد رفتار کنند، اما امکان خروج از طریق یک نازل چاپ سه بعدی را نیز داشته باشند.
پژوهشگران بر این باورند که جوهر باکتری قابل چاپ سه بعدی می تواند زیست‌کامپوزیت معدنی تولید کند. چنین تکنیکی منجر به شکل گیری اشیا مستحکم، سبک و دوستدار محیط زیست می شود و می تواند با طیف وسیعی از کاربردها از هنر تا زیست‌پزشکی سازگار شود.
به گفته پژوهشگران، ذرات معدنی میکروسکوپی در گذشته نیز به جوهرهای چاپ سه بعدی اضافه شده بودند تا برخی نیازهای جریان مواد را برآورده کنند. اما مساله این بود که ساختارهای نهایی به طور معمول نرم بوده یا هنگام خشک شدن منقبض می شدند که به ترک خوردن و از دست رفتن کنترل بر شکل نهایی محصول منجر می شد.
از این رو، پژوهشگران ترفندی ساده را مد نظر قرار دادند. به جای چاپ مواد معدنی، آنها یک داربست پلیمری را با استفاده از باکتواینک چاپ کردند که سپس در مرحله دوم و جداگانه معدنی‌سازی شد. پس از حدود چهار روز، فرآیند معدنی‌سازی تحریک شده توسط باکتری های موجود در داربست به محصول نهایی با محتوای معدنی بیش از 90 درصد منتج شد.
باکتواینک می تواند کاربردهای متعددی در آینده داشته باشد. ترمیم آثار هنری و مجسمه های آسیب دیده ممکن است دیگر چالش برانگیز نباشد زیرا جوهر باکتری می تواند به صورت مستقیم به قالب، ترک یک گلدان یا خردگی یک مجسمه تزریق شود.
خواص مکانیکی جوهر به آن استحکام و مقاومت لازم در برابر انقباض برای ترمیم یک اثر هنری و همچنین پیشگیری از آسیب بیشتر طی فرآیند بازسازی را می بخشد.
استفاده از این روش با مواد قابل قبول از نظر اکولوژیکی و همچنین ظرفیت آن برای ساخت زیست‌کامپوزیت های معدنی به واسطه استفاده از مواد دوستدار محیط زیست، آن را به گزینه خوبی برای ایجاد صخره های مرجانی مصنوعی در زیرآب تبدیل می کند که می تواند به ترمیم صخره های مرجانی طبیعی آسیب دیده کمک کند.
همچنین، ساختار و ویژگی های مکانیکی زیست‌کامپوزیت شبیه به استخوان است، از این رو، می توان استفاده از آن برای کاربردهای زیست‌پزشکی در آینده را مد نظر قرار داد.