Прорив у 3D-друці: новий матеріал допоможе створювати живі органи
Науковці представили матеріал для 3D-друку, що відтворює властивості живих тканин. Його використовуватимуть для друку органів, нейронних комп'ютерів і промислових технологій.
Про це повідомляє РБК-Україна з посиланням на дослідження, опубліковане у журналі Nature Materials.
Як це працює?
Новий матеріал отримав назву JIBEs (Jammed Interconnected Bilayer Emulsions). Вчені заявили, що він працює як вибірково проникна мембрана, імітуючи клітинну структуру людського організму.
Для подолання проблем зі швидкістю та масштабуванням науковці застосували звичайне змішування та центрифугування:
- Дві олії з різною розчинністю змішують для утворення мікроскопічних крапель води.
- За допомогою центрифуги мільярди крапель щільно стискаються між собою.
- Краплі з'єднуються тонкими мембранами, утворюючи щільну мережу.
Процес створення великих обсягів матеріалу займає лише кілька хвилин. Кожна крапля залишається вкритою ультратонкою оболонкою, що точно відтворює об'єднання живих клітин у внутрішніх органах.
Тканина, надрукована на 3D-принтері, імітує здатність людської тканини до сортування та фільтрації, пропускаючи одні молекули та затримуючи інші (фото: Техаський університет в Остіні)
Застосування у медицині, комп'ютерах і збереженні довкілля
Гнучка біосумісна структура матеріалу дозволяє використовувати його у кількох різних сферах.
У медицині та м'якій робототехніці JIBEs застосують для вирощування імплантатів людських органів, а також для створення безпечних хірургічних або рятувальних роботів.
Вбудовування спеціальних білків дозволяє матеріалу проводити іонні струми, що відкриває шлях до створення нейронних комп'ютерів, які імітують роботу людського мозку.
Спеціальні модифікації матеріалу здатні вибірково фільтрувати речовини: видобувати літій та рідкісноземельні елементи, а також очищати промислові стічні води від амонію.
Доступність та патентування
Виробничий процес не потребує стерильних лабораторій або дорогого лазерного обладнання. Вчені переконані: технологію можна реалізувати у будь-якій лабораторії з базовим устаткуванням.
Дослідники Аїда Фіка та Маніш Кумар вже запатентували цю методику. Робота над створенням технологій видобутку літію ведеться у співпраці з Агентством передових дослідницьких проєктів у сфері енергетики Міністерства енергетики США (ARPA-E).