Vormt levende 3D-inkt de sleutel tot de toekomstige gebouwen op Mars?

Amerikaanse onderzoekers zijn op het vreemde idee gekomen om 3D-printen te combineren met bacteriën om zo een levende inkt te creëren. Die zou het mogelijk maken om “levende” constructies te bouwen die zichzelf herstellen.

De verovering van Mars zal niet mogelijk zijn met de huidige stand van de techniek. Er zullen nieuwe technologieën ontwikkeld moeten worden om de droom van miljoenen mensen werkelijkheid te laten worden, en levende 3D-inkt zou daarbij kunnen helpen.

Dit nieuwe type inkt, ontwikkeld door Amerikaanse onderzoekers, blijkt bijzonder veelbelovend te zijn, vooral voor de verovering van Mars, maar het zal nog verscheidene jaren van ontwikkeling vergen voordat het werkelijk bruikbaar is voor deze opdracht.

Bacteriën

Dit nieuwe 3D-printmateriaal, het resultaat van de ontmoeting tussen 3D-inkt en E.Coli-bacteriën, zou het mogelijk maken hernieuwbare constructies te bouwen die in staat zijn om zich autonoom te ontwikkelen en te regenereren in geval van schade. Een ideale oplossing voor de bouw van duurzame huizen op aarde, maar ook op andere planeten.

“Levende cellen hebben het vermogen om moleculaire componenten te synthetiseren, en ze precies op nanoschaal te assembleren, om macroscopische levende functionele architecturen te bouwen onder omgevingsomstandigheden”, zeggen de onderzoekers in hun studie, gepubliceerd in Nature Communications.

Zij konden aantonen dat “het 3D-printen van functionele levende materialen door het incorporeren van geprogrammeerde Escherichia coli (E. coli ) en microbiële nanovezels met inkt” perfect haalbaar was. De inkt kan “toxische fracties sekwestreren, biologische producten vrijmaken en zijn eigen celgroei reguleren”.

Deze veelbelovende levende inkt is niet de eerste in zijn soort, maar hij verschilt van eerdere pogingen doordat hij volledig wordt geproduceerd met genetisch gemodificeerde E.coli-bacteriën. Hij heeft geen extra polymeren nodig die de microben kunnen doden of niet hernieuwbaar zijn omdat ze van aardolie gemaakt zijn.

Meer in het algemeen heeft de wetenschap reeds bacteriën gebruikt om allerhande nuttige dingen te maken, waaronder biologisch afbreekbare kunststoffen.

Solide structuren

De inkt wordt in vloeibare vorm aangemaakt op basis van bacteriële kweken. Vervolgens wordt hij verzameld om tot levende 3D-structuren te worden geprint. De bacteriën zullen niet verder groeien en behouden de vorm waarin zij werden afgedrukt als gevolg van de genetische modificaties die zij hebben ondergaan.

Voor Neel Joshi, een synthetisch bioloog aan de Northeastern University en auteur van het artikel over levende 3D-inkt, is een dergelijk print- en dus potentieel bouwmateriaal van cruciaal belang, omdat het zou kunnen leiden tot levende constructies die autonoom zijn, zich kunnen aanpassen aan omgevingsfactoren en in staat zijn tot regeneratie.

Door de bacterie E.coli genetisch te modificeren zijn de onderzoekers erin geslaagd een eiwitpolymeer te produceren in de vorm van een gaas. Dat maakt het mogelijk om rigide 3D-structuren te printen.

Crédit: Duraj-Thatte et al., Nature Communications

Hoewel veelbelovend, moet er nog aan levende 3D-inkt worden gewerkt om een echt interessant materiaal te worden voor de bouw op aarde, maar ook, en waarom niet, op Mars. Dit soort inkt zou inderdaad nuttig kunnen blijken voor de bouw van gebouwen op plaatsen waar geen hulpbronnen voorhanden zijn en bevoorrading vrijwel onmogelijk is, aangezien een “eenvoudige” bacteriekweek volstaat om het bouwmateriaal te produceren.

De onderzoekers zoeken nog naar manieren om robuustere structuren te maken met deze inkt, maar volgens hen zijn de mogelijke toepassingen van hun levende 3D-inkt onbegrensd.

(ns/evb)

Meer
Markten
Mijn Volglijst
Markten
BEL20