Materials Today：活性結(jié)構(gòu)生物復(fù)合材料的3D打印

來源：奇物論

大自然在良性條件下制造有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料，然而，在許多情況下，它們的機(jī)械性能超過其由其制成的各個(gè)建筑部件的機(jī)械性能。該進(jìn)化背后的秘密是自然界控制其材料結(jié)構(gòu)和局部組成的獨(dú)特能力。這種嚴(yán)格的控制通常通過可以局部釋放的試劑的區(qū)室化來實(shí)現(xiàn)。

受大自然啟發(fā)，洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院EstherAmstad等人引入了一種高效節(jié)能的工藝，利用區(qū)室化來制造多孔CaCO3基復(fù)合材料，該復(fù)合材料僅由抗壓強(qiáng)度與小梁骨相似的天然材料組成。

本文要點(diǎn)：
1）通過配制這些材料，實(shí)現(xiàn)了自然衍生材料，可3D打印性和良好機(jī)械性能的獨(dú)特組合：研究人員將固有可3D打印的基于微凝膠的顆粒狀油墨與工程生物材料的先天潛力相結(jié)合，以制造細(xì)菌誘導(dǎo)的生物礦物復(fù)合材料。

2）得到的生物礦物復(fù)合材料具有多孔小梁結(jié)構(gòu)，其包含高達(dá)93wt%的CaCO3，因此可以承受高達(dá)3.5MPa的壓力。研究人員設(shè)想這個(gè)系統(tǒng)有可能用于藝術(shù)修復(fù)，作為人造珊瑚來幫助海洋珊瑚礁的再生，并且通過額外的工作，甚至可以修復(fù)破碎或部分崩解的天然礦物基材料，如骨骼的某些部分。

參考文獻(xiàn)：
3D printing of living structural biocomposites. Materials Today 2023.
https://doi.org/10.1016/j.mattod.2023.02.001