تتوی زنده‌ای که به محیط واکنش نشان می‌دهد!

محققان MIT با استفاده از روشی خاص، موفق به ساخت یک جوهر زنده شدند که به محیط اطراف خود واکنش نشان می‌دهد.

به گزارش ایسنا و به نقل از گیزمگ، محققان با استفاده از یک پچ از سلول‌های باکتری چاپ سه‌بعدی یک “تتوی زنده” که در حضور محرک‌های شیمیایی خاص تغییر رنگ می‌دهد، ساختند.

یک تیم تحقیقاتی در MIT سلول‌های باکتری را به صورت ژنتیکی تغییر داده و تکنیک چاپ سه‌بعدی جدیدی را برای ایجاد یک تتوی زنده توسعه داده است که می‌تواند به محرک‌های مختلف پاسخ دهد.

تتوهای الکترونیکی و تکنولوژی‌های جوهر هوشمند، پتانسیل هیجان‌انگیزی را در تغییر نگرش به چگونگی استفاده از دستگاه‌های پوشیدنی مبتنی بر حسگر از خود نشان می‌دهند.

در حالی که بسیاری از مهندسان در حال آزمایش انواع مواد واکنشی هستند، تیم MIT به دنبال این بود که سلول‌های زنده را به سمت یک استفاده کاربردی سوق دهد.

اولین گام این بود که ببینند کدام سلول‌های آلی می‌توانند مورد استفاده قرار بگیرند و معلوم شد که دیواره‌های سلولی قدرتمند باکتری‌ها بهترین هدف برای استفاده بودند، زیرا آنها می‌توانند زیر نیروی نازل چاپگر سه‌بعدی زنده بمانند.

همچنین باکتری‌ها با هیدروژل‌های مورد نیاز برای چاپ سه‌بعدی دقیق کاملا سازگار هستند.

برای آزمایش این تکنیک، تیم تحقیقاتی یک پچ چاپ سه‌بعدی از سلول‌های باکتری را بر روی یک لایه “الاستومر” طراحی شده برای شبیه‌سازی یک درخت ساختند.

الاستومر (Elastomer) پلیمری است که قابلیت ارتجاعی زیادی دارد. نام الاستومر از دو قسمت «الاستو» (برگرفته از الاستیک و به معنای ارتجاعی) و «مر» (برگرفته از «پلیمر») تشکیل شده است.

الاستومرها در ساخت محصولات زیادی مانند لاستیک اتومبیل، سیل‌های آب‌بندی، برف پاک‌کن و شلنگ‌ها بکار می‌روند.

ضریب پواسون (نسبت کرنش جانبی به کرنش محوری) آن‌ها به 0.5 بسیار نزدیک است و بنابر این می‌توان آنها را تراکم‌ناپذیر فرض کرد.

الاستومرها به دو دسته تقسیم می‌شوند؛ ترموست الاستومرها که در نتیجه حرارت سخت شده و دیگر به حالت اولیه بر نمی‌گردند و ترموپلاستیک الاستومرها که با حرارت حالت ارتجاعی پیدا می‌کنند.

باکتری در هر شاخه درخت برای پاسخ به یک محرک شیمیایی متفاوت طراحی شده است.

هنگامی که پچ بر روی دست انسان آزمایش شد که با مواد شیمیایی مختلف مورد استفاده قرار می‌گرفت، باکتری‌ها به طور موفقیت آمیز شاخه‌های خود را هنگام حس کردن مواد شیمیایی مربوطه روشن کردند.

نتایج نهایی این فناوری نوید آینده فوق‌العاده‌ای می‌دهد. تیم تحقیقاتی پیشنهاد می‌کند این تکنیک احتمالا منجر به توسعه نوعی کامپیوتر زنده می‌شود.

ساختارهای پیچیده می‌تواند ایجاد شود که شامل انواع مختلفی از سلول‌های مهندسی شده است و با یک ترانزیستور در یک ریزپردازنده ارتباط برقرار می‌کنند.

“هیون‌وو یوک”، دانشجوی کارشناسی ارشد MIT و یکی از محققان این مطالعه، می‌گوید: این کار بسیار آینده‌گرا است، اما ما انتظار داریم بتوانیم پلت‌فرم‌های محاسباتی زنده را که می‌تواند پوشیدنی باشد، چاپ کنیم.

استفاده فوری‌تر و کاربردی‌تر شامل ایجاد برچسب‌های هشداردهنده حاوی سلول‌هایی است که برای پاسخ دادن به یک محیط خاص یا محرک‌های شیمیایی و یا پوشیدنی‌های نظارت بر سلامتی که سیگنال‌ها را مطابق با یک درجه حرارت خاص یا تغییرات PH فعال می‌کنند، طراحی شده است.

این مطالعه در مجله Advanced Materials منتشر شده است.