3D 打印技术,又称为增材制作技术,是将信息技术与制造技术结合,用数学上的离散堆积原理,通过逐层打印的方式来构造三维实体材料的一种技术。该技术因为可以通过计算机精准设计,个性化的定制打印结构,而应用前景广泛。
提到打印,和我们常识里的打印一样,3D 打印也需要“墨水”,事实上,“墨水”在 3D 打印中的角色至关重要。以往 3D 打印的墨水主要是塑料或粉末状材料,随着 3D 打印的应用领域逐渐增多,3D 打印的“墨水”类型也各式各样,其中最引人注目的就是“生物墨水”。
近日,Y. Shrike Zhang 教授及合作团队在Nature Communications发表了一种新型生物墨水,有望实现材料的自修复。传统的生物墨水,通常是将细菌或其他微生物细胞加入到墨水中,即生物只是墨水的配方成分之一。张教授及其合作团队共同研发的新型生物墨水,很有创意地利用了基因工程,即通过对大肠杆菌(E. coli)进行基因工程改造,直接通过大肠杆菌来制造纳米纤维,将这些纤维聚集在一起,再经过一些适当的工序,最终发明了一种新型生物墨水。在这种生物墨水中,细菌不仅仅是作为墨水的成分,更是直接分泌制造了墨水本身,基于这个原理,这种墨水打印的生物材料,理论上可以通过相应的化学刺激分泌新的纤维来用于自身修复。