Ученые-материаловеды из швейцарской EMPA смогли получить экологически чистые чернила, содержащие кристаллы целлюлозы — явление само по себе не новое, однако, в такой концентрации (20%) встречающееся впервые. Новинку можно использовать в биомедицине, изготовлении протезов и других устройств с заданными механическими свойствами.

Целлюлоза, основной компонент древесины, в природе в форме кристаллов встречается нечасто: ученым приходилось выделять области, где тонкие волокна целлюлозы имеют более упорядоченную структуру. Эти участки подвергались обработке кислотой, в результате чего и появились нанокристаллы — стержнеобразные структуры длиной 120 нанометров и диаметром 6,5 нанометров. Раньше ученые в аналогичных исследованиях использовали концентрацию всего в 2,5%, швейцарские же исследователи улучшили этот результат до 20%. Основная сложность, с которой они при этом столкнулись, — трудность выдавливания такой вязкой структуры через сопло биопринтера.

Для того, чтобы решить эту проблему, исследователи пошли на рискованный шаг, соединив целлюлозу с несовместимыми полимерами. «Большинство полимеров являются водоотталкивающими или гидрофобными, в то время как целлюлоза притягивает воду — она гидрофильная». К счастью, после 3D печати и последующей УФ закалки, полученный материал стал обладать очень хорошей механической жесткостью, причем с контролем направления волокон.

Новые биочернила обладают рядом преимуществ. Во-первых, легкость изготовления, ведь целлюлоза биологически возобновляемый материал. Во-вторых, продукт экологически чистый, а значит идеально подойдет для создания имплантов. И это при том, что исследования в этом направлении только начинаются.