گروهی از محققان هلندی روش ارزان قیمتی برای چاپ سهبعدی از باکتریها ابداع کردهاند که در قالب اشکال و الگوهای مختلف قابل انجام است و به همین دلیل کاربردهای بسیار گستردهای دارد. از جمله کاربردهای این روش میتوان به ساخت دندان مصنوعی از جنس صدف مروارید تا میکرولنزهای قدرتمندی که کارایی پنلهای خورشیدی یا دوربینها را چند برابر میکنند، اشاره کرد.
محققان در حال حاضر از این روش برای چاپ سهبعدی پلاک دندان گاو استفاده کردهاند که روش بالقوهای برای مطالعه بهداشت دهان و دندان است. پلاک یک لایه باکتریایی است که در داخل دهان روی دندانها رشد میکند.
از این روش میتوان برای تولید باکتریایی گرافن نیز استفاده کرد. مادهای با ضخامت یک اتم که در عین باریکی قویترین ترکیب شناخته شده در جهان به شمار میرود و استحکام آن 100 برابر فولاد است.
«آن میر» از دانشگاه تکنولوژی هلند و یکی از محققان ارشد این گروه تحقیقاتی میگوید: «قابلیتهای این روش بسیار گسترده است و گروههای مختلف مواد را در بر میگیرد.» وی میافزاید: «با الهام از روشهای فوتوگرافی و تولید الکتریسیته فوتوولتائیک میتوان با چاپ سه بعدی میکرولنزهایی ساخت که کارایی جمعآوری نور را چند برابر میکنند.»
چاپ سهبعدی به عنوان یک پدیده نو و جدید کاربردهای بسیار وسیعی پیدا کرده است؛ از تولید استخوانها و اندامهای مصنوعی تا یک مغازه آبنبات فروشی در شیکاگو که به مشتریان امکان میدهد آدامسهای خرسی خود را به هر شکلی که دوست دارند، چاپ کنند. در سال 2014 ناسا فایل طرح دیجیتالی مربوط به یک آچار ویژه را به فضاپیما فرستاد و فضانوردان با کمک این تکنیک توانستند این آچار را در فضا چاپ کرده و فضاپیمای خود را تعمیر کنند.
ارزان بودن این روش جدید باعث شده کاربردهای زیادی پیدا کند. روشهایی که در آزمایشهای زیستی یا پزشکی برای چاپ سلولی در پیش گرفته میشوند بسیار گران قیمتتر هستند و به طور کلی 5000 تا 200 هزار دلار هزینه دارند. این روش تنها با 300 دلار قابل انجام است.
محققان در این تکنیک جدید، هیتر را از سر چاپگر حذف کردند و سرنگی که با باکتری مایع پر شده بود را به آن افزودند. آنها از یک پمپ سرنگ که توسط برنامه کامپیوتری کنترل میشد استفاده کردند تا خروجی چاپگر را کنترل کنند.
مایر میگوید: «ما مجبور بودیم از برخی مواد شیمیایی استفاده کنیم تا مطمئن شویم در حین چاپ، باکتریها ثابت میمانند.» آنها باکتریهای زنده را با پلیمری به نام آلژینات مخلوط کردند که وقتی در تماس با یونهای کلسیم قرار میگیرد، به حالت جامد در میآید. مایر توضیح میدهد: «تا زمانی که کلسیم روی سطوح وجود داشته باشد به محض اینکه باکتری به آن برخورد میکند، نوار باکتریایی به یک داربست شبکهای تبدیل میشود.»
باکتریها میتوانند با انجام واکنشهای پیشرفته شیمیایی دامنه وسیعی از مواد را تولید کنند که بسیاری از آنها نمونههایی از جهان طبیعت هستند. مایر میگوید: «بسیاری از گونههای حیوانی قادراند بیوگلس تولید کنند؛ از جمله اسفنجها که از این ماده برای تولید اسکلت داخلی استفاده میکنند.»