Vědci vyvinuli živý inkoust. V budoucnu by mohl nejen na Zemi sloužit jako stavební materiál, pomáhat má ale i jinde - Euro.cz

Zprávy

Přihlášení

Vědci vyvinuli živý inkoust. V budoucnu by mohl nejen na Zemi sloužit jako stavební materiál, pomáhat má ale i jinde

,
Vědci vyvinuli živý inkoust. V budoucnu by mohl nejen na Zemi sloužit jako stavební materiál, pomáhat má ale i jinde
Zdroj: Depositphotos
  • Mezinárodnímu týmu vědců se podařilo vyvinout slibný stavební materiál budoucnosti, který je schopný sám sebe regenerovat. Jde o takzvaný živý inkoust

  • Prozatím z něj pomocí 3D tiskáren vytvořili jen drobné útvary, věří však, že jednoho dne by se z něj mohly stavět celé domy

  • Vědci dlouho bojovali s nedostatečnou pevností vyvíjené mikrobiální látky, zlom nastal po přidání fibrinu, který umožňuje srážení krve

  • Přestože je materiál stále ve vývoji, už dnes je jasné, že vedle stavebnictví by se mohl uchytit například i v tkáňovém inženýrství

Virtuální realita, vesmírná turistika, léky na rakovinu – to vše jsou věci, které buď v nějaké míře fungují už dnes, nebo s nimi alespoň počítáme při pohledu do ne tak vzdálené budoucnosti. Ale co takhle mikrobiální inkoust, z něhož se budou stavět domy? Ani to již není žádné sci-fi, nýbrž reálný vynález mezinárodní skupiny vědců. Má konzistenci jako zubní pasta, umí se přizpůsobit svému okolí, leskne se jako želé a lze jej vytisknout 3D tiskárnou do různých drobných tvarů, jež drží pohromadě.

Tento doslova živý materiál, který má schopnost sám růst a regenerovat, by mohl už během 21. století hrát klíčovou roli ve výstavbě udržitelných staveb na Zemi, ale i mimo ni. Výzkumníci svůj recept na programovatelný inkoust z mikrobů podrobně popsali ve studii zveřejněné v časopise Nature Communications.

Na vlastnostech materiálu je sice třeba ještě hodně zapracovat – prozatím nedokáže odolat vysychání a ve větším měřítku není dostatečně stabilní -, vědci jsou však ohledně možností jeho budoucího využití optimističtí a vidí jen málo háčků v překonání všech nedokonalostí.

Od srážení krve k pevnější struktuře

Nejde každopádně o první materiál tohoto druhu, který spatřil světlo světa. Vědci již dříve vytvořili jakési „tisknutelné gely“, které ve své podstatě představují koktejly z bakterií a polymerů. Právě ty pomáhaly při tisku zajistit pevnější strukturu. Jeden takový gel obsahoval kyselinu hyaluronovou, výtažek z mořských řas a kouřový oxid křemičitý – všechny tyto látky způsobily, že byl materiál hustší a viskóznější.

Bakterie by mohly dostat člověka na Mars a zpět. Vědci chtějí na rudé planetě vyrábět raketové palivo

V nové látce ovšem žádné polymery nejsou, je vyrobena výhradně z geneticky upravených bakterií s názvem E. coli. Do podoby hydrogelu, který umí růst a regenerovat se, je v roce 2018 přetvořili biolog Neel Joshi z Northeastern University a inženýrka z Virginia Tech Anna Duraj-Thatte. Přestože hydrogel bylo možné vytlačit injekční stříkačkou, nebyl dostatečně tuhý, aby držel strukturu. Inkoust tak bylo třeba zpevnit. „Přišli jsme se strategií použití fibrinu, což je polymer umožňující srážení krve u lidí a mnoha zvířat,“ řekl další člen vědeckého týmu Avinash Manjula-Basavanna z Harvardovy univerzity.

Výzkumníci poté vzali materiál do laboratoře You Shrike Zhanka, bioinženýra z Harvard Medical School, který 3D tiskárny používá pro tkáňové inženýrství savčích buněk. Vytiskli zde mikrobiální inkoust do několika tvarů a vzorů (mřížka, krabice, kruh, kužel), aby otestovali jeho schopnost udržet tvar a pevnost. Zkouška dopadla skvěle – inkoust vše vydržel.

Multifunkční vynález se neztratí ani na Měsíci

Aby zjistili, zda materiál může plnit i jiné funkce, smíchali doktoři Duraj-Thatte a Manjula-Basavanna inkoust také s jinými specificky upravenými mikrobi. Při jednom testu vytištěný materiál uvolňoval po vystavení chemické látce protinádorové léčivo azurin. V jiném testu zase úspěšně zachytil toxickou chemickou látku BPA, což naznačuje, že by inkoust potenciálně mohl odstraňovat škodlivé kontaminanty ze svého okolí.

NASA oficiálně odložila návrat na Měsíc o jeden rok. Viní z toho i Bezose a obává se, že ji předstihnou Číňané

Jinými slovy, vědci přišli na to, že by inkoust mohl sloužit hned v několika různých oblastech najednou. Doktorka Duraj-Thatte doufá, že bude kombinován s tkáňovým inženýrstvím. Neel Joshi pro změnu vidí jeho ekologický potenciál při stavbách obnovitelných budov. Manjula-Basavanna je ve svých predikcích ještě odvážnější: materiál by podle něj našel využití i mimo planetu Zemi. Kupříkladu na Měsíci by se inkoust mohl použit jako samoregenerační látka, která by umožňovala budovat různé formy obydlí.

Z vědeckého týmu a odborné veřejnosti zaznívá, že je třeba udělat ještě hodně práce, aby výroba materiálu z ekonomického pohledu dávala smysl. Chemický inženýr Sujit Datta z Princetonské univerzity však připomněl, že ještě před pěti lety bylo vytvoření robustních struktur z mikrobů nepředstavitelné, a je tak dost možné, že samoregenerační budovy by se mohly stát realitou ještě za našeho života. „Je těžké odhadovat budoucnost, ale vzhledem k tempu výzkumu v této oblasti se budoucnost jeví velmi příznivě,“ podotknul.