AFM: 利用酶诱导的生物矿化作用实现功能材料的仿生 3D 打印

Natt

2022-04-21

大自然通过在温和条件下利用生物催化的矿化作用，构建结构有序、环境适应性强的复合材料。尽管近年来通过仿生矿化将微生物与传统材料结合在一起取得了一些进展，但仍然很难生产出将其自然对应物的层次结构和生命属性结合在一起的矿化复合材料。

鉴于此，南方科技大学刘吉等人通过将 3D 打印的水凝胶结构与酶诱导的生物矿化相结合，开发了一种功能材料。

本文要点：

1）研究结果表明，酶诱导矿化强烈地将弹性和柔软水凝胶（模量为125 kPa）转变为刚性（150 MPa）和高度矿化的水凝胶复合材料。结合嵌入式 3D 打印，在没有牺牲墨水的情况下制造了复杂和矿化的自由形式架构，这在以前是通过传统制造策略无法实现的。

2）此外，通过利用多材料3D打印来定制结构组成，可以实现对水凝胶结构中矿物分布的精细控制，从而获得具有镶嵌结构和非常规力学的复合材料。该研究为制备具有高保真结构和定制机械性能的复合材料提供了一种可行的方法，通过将3D打印与生物矿化相结合，为下一代功能材料和结构开辟了道路。

参考文献：

Chen, G., Liang, X., Zhang, P., Lin, S., Cai, C., Yu, Z., Liu, J., Bioinspired 3D Printing of Functional Materials by Harnessing Enzyme-Induced Biomineralization. Adv. Funct. Mater. 2022, 2113262.

https://doi.org/10.1002/adfm.202113262