設計師開發(fā)出能發(fā)生光合作用的3D打印可穿戴裝置
近日，Stratasys公司宣布其長期合作伙伴、建筑師和設計師Neri Oxman開發(fā)出了世界上首個內嵌生命物質的3D打印光合可穿戴裝置。Oxman同時還是著名的MIT多媒體實驗室的研究員。在溫哥華舉行的TED2015大會上，Oxman展示了這件結合了多材料增材制造和合成生物學的作品——Mushtari。
在TED大會的演講中，Oxman介紹了Mushtari是如何被開發(fā)和設計出來的，以及Mushtari如何來承載生物體并且操縱它們的功能。她說，“這是3D打印技術首次被用于制作帶光合作用的可穿戴裝置，該該裝置具有內部中空管道，可以放入微生物。我們這樣的設計是受到人體胃腸道的啟發(fā)，Mushtari被設計為可以承載合成微生物——共生的光合藍藻和大腸桿菌，這些微生物能夠在黑暗中發(fā)出色彩鮮艷的熒光，而暴露在陽光下時則能夠生成糖或生物燃料。在不久的將來，這些功能將會通過掃描皮膚、修復受損組織和維持身體來增強穿戴者的體能，這是前所未有的嘗試。”
Oxman的研究團隊利用Stratasys公司的“三重噴射”3D打印技術在Mushtari的內部制造了一個大的流體網絡，使得Mushtari的透明度從不透明到清澈在不斷的變化。據(jù)Oxman稱：“需要光合作用的表面區(qū)域被設計為各種不同的透明和半透明水平。我們在里面加入了管道和液囊來增強細胞的流動性和功能——這種在機械和光學特性上的漸變，只能使用具有很高空間分辨率的多材料3D打印才能實現(xiàn)。”
Stratasys 為這件特殊的設備量身定制了一個全新的解決方案。據(jù)Stratasys藝術時裝設計創(chuàng)意總監(jiān) Naomi Kaempfer所說：“我們與 Neri Oxman教授進行了深層次的研究合作，這次合作實現(xiàn)了輝煌共贏，我們攜手登上表現(xiàn)手法和技術能力的巔峰。3D打印的Mushtari是證明這次合作為我們帶來多大進步的極佳范例。該可穿戴設備的流體管道伸展開來長達58米，內部管道直徑從1毫米到2.5厘米不等，還有很多扭曲拐彎。不過最大的挑戰(zhàn)還 是在這個又長又窄的復雜結構里清除支撐材料，以制造能夠放入生命物質的中空管道。我們的研發(fā)團隊突破現(xiàn)有局限的技術，專門構造了一個改良的支撐結構，以提供順暢、有效的流程，幫助實現(xiàn)Oxman教授的要求。”
在這次TED演講中，Oxman還展示了她的團隊開發(fā)的其它3D打印物品，包括能夠吸音的吸音座椅、Oxman與Iris Van Herpen為2013年巴黎時裝周設計的“第二層皮膚”披肩和短裙，以及靈感來自骨骼和肌肉的頭盔等。
Mushtari是Oxman的《流浪者：天體生物學探索 (Wanderers: An Astrobiological Exploration)》系列作品的延續(xù)，該系列是Stratasys面向2014年歐洲模具展展出的“第六元素”(The Sixth Element)設計收藏品的一部分。流浪者系列一共四件藝術品，是Stratasys與Neri Oxman、Mediated Matter 研究小組成員、哈佛醫(yī)學院 Pamela Silver教授實驗室和Deskriptiv（Christopher Bader 和 Dominik Kolb）的長期合作項目。
流浪者系列設想了人類離開地球航行到其他星球的可能性。該系列的每件可穿戴裝置都被設計用于容納和生成生命維持元素。Mushtari在阿拉伯語中是巨大、龐大的意思，讓人聯(lián)想到木星，該裝置被設計成了填充有生命物質的鏈條。這條 3D 打印的半透明管道實際上是一個消耗和消化生物質、吸收營養(yǎng)并排出廢物的仿生器官系統(tǒng)，它的作用就是支持藍藻的流動，將陽光轉化為蔗糖，以驗證在一個可穿戴裝置中維持有機體的可能性。
“最后，很明顯，融入合成生物學的可穿戴微生物3D打印產品將使靈感源于大自然的設計轉換為通過大自然實現(xiàn)的設計，以及可能由大自然本身進行的設計。”Oxman總結說。
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