3D Printing of Living Responsive Materials and Devices

材料科学 自愈水凝胶 纳米技术 3D打印 3d打印 聚合物 高分辨率 弹性体 可穿戴技术 可穿戴计算机 计算机科学 生物医学工程 复合材料 嵌入式系统 工程类 高分子化学 地质学 遥感
作者
Xinyue Liu,Hyunwoo Yuk,Shaoting Lin,German Alberto Parada,Tzu‐Chieh Tang,Eléonore Tham,César de la Fuente‐Núñez,Timothy K. Lu,Xuanhe Zhao
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:30 (4) 被引量:322
标识
DOI:10.1002/adma.201704821
摘要

3D printing has been intensively explored to fabricate customized structures of responsive materials including hydrogels, liquid-crystal elastomers, shape-memory polymers, and aqueous droplets. Herein, a new method and material system capable of 3D-printing hydrogel inks with programed bacterial cells as responsive components into large-scale (3 cm), high-resolution (30 μm) living materials, where the cells can communicate and process signals in a programmable manner, are reported. The design of 3D-printed living materials is guided by quantitative models that account for the responses of programed cells in printed microstructures of hydrogels. Novel living devices are further demonstrated, enabled by 3D printing of programed cells, including logic gates, spatiotemporally responsive patterning, and wearable devices.
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