Lausanne – Ein Team der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) hat eine Tinte für den 3D-Druck entwickelt, die ein Bakterium enthält. Es löst unter bestimmten Bedingungen einen Prozess aus, der das Material des gedruckten Objekts in Biokomposit verwandelt. Es ist leicht und stark, porös und fest.
Mit einer BactoInk genannten Tinte der EPFL verwandelt sich das Material beliebiger 3D-gedruckter Objekte in maximal vier Tagen zu einem mineralisierten Bioverbundwerkstoff. Erreicht wird das durch das lebende Bakterium Sporosarcina pasteurii, das der Tinte zugesetzt wird. Wenn es einer harnstoffhaltigen Lösung ausgesetzt wird, löst es einen Mineralisierungsprozess aus, der Kaliumcarbonat produziert.
Laut einer Mitteilung der EPFL weist das Material am Ende dieses Mineralisierungsprozesses Eigenschaften auf, die in einem Labor oder einer Fabrik, insbesondere unter Verwendung umweltfreundlicher Materialien und Verfahren nur äusserst schwierig herzustellen sind: Wie Knochen oder Muschelschalen ist es leicht und stark, porös und fest. Eine entsprechende Studie wurde jetzt im Fachmedium „materials today“ veröffentlicht.
Wie die Leiterin des Labors für weiche Materialien in der EPFL School of Engineering, Esther Amstad, erklärt, neigen die Strukturen, die bisher aus 3D-Druckfarben unter Beigabe von Mineralien hergestellt wurden, zur Ausbildung von Rissen oder zum Schrumpfen des Objekts. „Also haben wir uns einen einfachen Trick einfallen lassen: Anstatt Mineralien zu drucken, haben wir mit unserer BactoInk ein Polymergerüst gedruckt, das dann in einem zweiten, separaten Schritt mineralisiert wird.“ Nach etwa vier Tagen führe der durch die Bakterien im Gerüst ausgelöste Mineralisierungsprozess zu einem Endprodukt mit einem Mineralgehalt von über 90 Prozent.
Wie sie weiter ausführt, ähneln diese Verbundwerkstoffe natürlichen Materialien mehr als den heutigen synthetischen Kompositen. Mögliche Anwendungen erstrecken sich den Angaben zufolge von der Restaurierung von Kunstwerken über das Bauen künstlicher Korallenriffe bis zur Reparatur von Knochen. mm
