Využívání biologických materiálů v technologiích se v posledních letech těší velké oblibě. Vědci z University of Southern California se rozhodli využít procesu fotosyntézy a replikovat jej pro potřeby 3D tisku. Zjistili, že inkoust, obohacený o rostlinné složky, dává díky vystavení světlu odolnější výsledný produkt. Jejich práce byla publikována v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences.

Fotosyntéza je důmyslný proces, který je prováděn v buněčných organelách zvaných chloroplasty. Ty absorbují světlo o specifické vlnové délce a tuto energii využívají k energeticky náročné reakci přeměny oxidu uhličitého a vody na organickou molekulu cukru, glukózy. Ta je pak buď spotřebována na energii v mitochondriích, nebo použita jako stavební kámen pro složitější polysacharidové struktury, zejména celulózu, která tvoří základ rostlinných tkání. Produkce cukrů je pak přímo úměrná produkované biomase.

Vědci, pod vedením profesora Qiming Wanga se rozhodli tento proces pro potřeby 3D tisku zužitkovat. Použili pro to obyčejný špenát zakoupený v obchodě, načež z něj pomocí centrifugy extrahovali chloroplasty. Těmi následně obohatili inkoust pro tisk jednoduchých trojrozměrných tvarů. Poté, co byly tyto výrobky vystaveny bílému světlu, způsobily chloroplasty produkci celulózy, díky kterým se výrobek stal odolnějším.

3D tištěný výrobek s přídavkem chloroplastů, zdroj: University of Southern California

Jeho tým se domnívá, že dvě až čtyři hodiny vystavení bílému světlu může způsobit, že bude materiál až šestkrát silnější, než původní výrobek. Navíc poukazují na možnost vystavit světlu pouze některé části a jiné před ním skrýt, aby si zachovaly flexibilitu a zesílit tak pouze ty, u kterých to přichází vhod. Stejně jako v některých předchozích článcích, které věnovaly pozornost podobným praktikám například ve výrobě stavebních materiálů, vznikne-li ve 3D tištěném materiálu trhlina, expozicí světla dojde k jakési samoléčbě a trhlina se může sama opravit. Fotosyntéza jde rovněž inaktivovat zmrazením a znovu spustit vystavením pokojové teplotě.

Originální publikace: https://www.pnas.org/content/118/3/e2016524118

Zdroj: New Atlas, zdroj titulní fotografie: ZMorph3D, Pixabay.