Futurisztikus építőanyagot fejlesztettek ki amerikai tudósok: a háromdimenziós nyomtatóval órák alatt előállítható kompozit anyag az emberi csont szerkezetét mintázza, és rendelkezik annak előnyös tulajdonságaival.
A Massachusettsi Műszaki Egyetem (MIT) kutatói által gyártott anyag viszonylag kis tömörsége ellenére rendkívül tartós, roppant erős és rugalmas, összetevői pedig környezetbarát kémiai vegyületek.
A fejlesztőket az emberi csont felépítése ihlette meg. Az összetett, hierarchikus csontszerkezet két alapvető alkotóeleméből – a gélszerű kollagén fehérjékből és a hidroxiapatit ásványokból – indultak ki. A kutatók által megálmodott mesterséges csont az „eredeti” szerkezet mintájára épül, ám mivel laboratóriumi feltételek között nehéz reprodukálni a természetes szerv kialakulásához nélkülözhetetlen elektrokémiai reakciókat, 3D-s nyomtatót használtak az új, különleges kompozit létrehozásához.
Mikroszkóp alatt a szintetikus anyag téglából és habarcsból felhúzott, lépcsőzetes felépítésű „fal” benyomását kelti. Puha, fekete polimer szolgál malterként, amely a kollagént, a csont rugalmas „párnáját” szimulálja. A téglát helyettesítő merev, kék polimer pedig úgy viselkedik, mint a csont erős, ám törékeny vázát alkotó hidroxiapatit. Az emberi csonthoz hasonlóan, amely úgy áll ellen a törésnek, hogy nagy területre teríti szét az energiát és a károsodást, a laboratóriumban kifejlesztett anyag is „törésmentes”, mi több, szilárdabbnak bizonyult, mint az eredeti. A mérések alapján a 3D-s nyomtatóval gyártott kompozit törési ellenállóképessége 22-szer nagyobb, mint külön-külön az egyes alkotóelemeké.
„A szintetikus anyagokban alkalmazott geometriai minták a természetes anyagok megfelelőin alapulnak, de a fejlesztéseknél olyan új tervezésűeket is felhasználunk, amelyek a természetben nem léteznek” – idézte a LiveScience.com tudományos hírportál Markus Buehlert, a kutatási program vezetőjét.
A MIT-tudósok meggyőződése szerint a háromdimenziós nyomtatóval készült szupererős anyagok előállítása nemcsak lehetséges, hanem lényegesen költséghatékonyabb, mint a hagyományos módszerrel gyártottak. A programvezető reméli, hogy egy napon egész házakat és épületeket húzhatnak fel abból az anyagból, amelyet most az egyetem laboratóriumában hoztak létre.
„A felhasználási lehetőségek szinte végtelennek tűnnek… És még csak most kezdjük kitolni a kinyomtatható geometriai alakzatok és anyagkombinációk határait!” – húzta alá Buehler.
(http://www.livescience.com/37525-3d-printed-metamaterials-gets-strength-from-bones.html)
