Investigadores imprimen en 3D con bacterias para crear compuestos
Sabemos que la impresión 3D puede realizarse con una gran cantidad de materiales diferentes y extraños como por ejemplo con células o chocolate. Pero, ¿qué pasa con las bacterias? Pues bien, en un proyecto reciente, los investigadores de la EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) lo han conseguido. Más concretamente, han publicado un método para imprimir en 3D con una tinta que contiene una bacteria productora de carbonato cálcico. El biocompuesto resultante tiene varias aplicaciones interesantes, es resistente, ligero y respetuoso con el medio ambiente.
No es la primera vez que los científicos recurren a la naturaleza en busca de soluciones para la fabricación aditiva. De hecho, el biomimetismo, o la práctica de imitar la vida es popular en la impresión 3D ya que permite una mayor optimización de las piezas, como ocurre con las estructuras reticulares que imitan las colmenas. Este proyecto se basa en un razonamiento similar. Los investigadores se fijaron en la naturaleza, la cuál es capaz de producir materiales compuestos que son a la vez ligeros y resistentes, porosos y rígidos (algo casi imposible de conseguir en un laboratorio o una fábrica), como las conchas de los moluscos o los huesos. En última instancia, esperan producir materiales que tengan estas propiedades y, al mismo tiempo, sean respetuosos con el medio ambiente. Ahora, con esta tinta imprimible en 3D, lo han conseguido.
Combinando una tinta cargada de bacterias (llamada BactoInk) y la impresión 3D, los científicos han logrado crear un biocompuesto resistente, ligero y respetuoso con el medio ambiente.
Bacterias impresas en 3D para crear mejores compuestos
En un artículo publicado en Materials Today, los investigadores del Laboratorio de Materiales Blandos de la EFPL explican cómo lograron crear el proceso. En concreto, crearon una tinta imprimible en 3D utilizando la bacteria Sporosarcina pasteurii. Se eligió esta bacteria porque tiene una capacidad interesante: cuando se expone a una solución que contiene urea, se desencadena un proceso de mineralización que produce carbonato cálcico (CaCO3). La nueva tinta, bautizada como BactoInk, es capaz de imprimir prácticamente cualquier forma y luego se mineralizará en el transcurso de unos días.
La elección de utilizar una tinta que se mineralizara se debió a la necesidad de sortear los problemas que suele plantear la impresión 3D con tintas (por ejemplo que pueden ser difíciles de manejar, ya que requieren ciertas condiciones de flujo y también que tienden a ser blandas o a encogerse después de la impresión). La directora del Laboratorio de Materiales Blandos, Esther Amstad, explicó: «Así que se nos ocurrió un truco sencillo: en lugar de imprimir minerales, imprimimos un andamio polimérico utilizando nuestra BactoInk, que luego se mineraliza en un segundo paso separado. Al cabo de unos cuatro días, el proceso de mineralización desencadenado por las bacterias del andamio da lugar a un producto final con un contenido mineral superior al 90%.»
Los coautores e investigadores del Laboratorio de Materiales Blandos Matteo Hirsch y Lorenzo Lucherini
El resultado es un biocompuesto fuerte y resistente que puede fabricarse incluso con una impresora 3D estándar. Además, los productos finales ya no contienen bacterias vivas. El material también es especialmente interesante porque no solo es fuerte y ligero, sino también poroso, algo que puede ser bastante difícil de conseguir con la fabricación aditiva. Los investigadores ya han esbozado una serie de aplicaciones para el material en distintos campos. Una de ellas es, por supuesto, la restauración de obras de arte, ya que la tinta podría inyectarse directamente en la obra y luego crecer hasta adaptarse a la grieta o desconchón. Pero gracias al uso de materiales respetuosos con el medio ambiente, también podría ser muy interesante para construir corales artificiales con el fin de regenerar arrecifes marinos dañados, una preocupación medioambiental acuciante.
Amstad, concluye: «La versatilidad del procesado de BactoInk, combinada con el bajo impacto medioambiental y las excelentes propiedades mecánicas de los materiales mineralizados, abre muchas nuevas posibilidades para fabricar composites ligeros y portantes más parecidos a los materiales naturales que a los composites sintéticos actuales.» Si deseas más información, puede consultar el estudio completo AQUÍ.
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*All Photo Credits: Eva Baur/EPFL
