Natürliche Vorbilder: Mikrovaskuläre Netzwerke durch Pflanzen- und Pilzwachstum geformt

BerlinForscher der Kyushu-Universität haben eine innovative Methode entwickelt, um komplexe 3D-Mikrogefäßnetzwerke zu erschaffen, indem sie Pflanzen und Pilze als Modelle verwenden. Diese Technik nutzt die natürlichen Wachstumsprozesse von Pflanzenwurzeln und Pilzfäden und bietet eine neue Lösung für die Herausforderungen herkömmlicher Mikrofabrikationstechniken. Sie setzen Glasnanopartikel und Cellulosebinder ein, um einen synthetischen Boden zu schaffen, in dem Pflanzen und Pilze wachsen können. Nachdem diese entfernt werden, bleibt die Glasstruktur erhalten, wodurch ein detailliertes mikrofluidisches System für verschiedene Anwendungen entsteht.

Dieser Ansatz ist besonders bemerkenswert aufgrund seiner wesentlichen Merkmale.

• Nutzt Nanopartikel aus Glas und zellulosebasierte Bindemittel.
• Ermöglicht Pflanzen und Pilzen, sich natürlich im Medium zu entfalten und dabei komplexe 3D-Strukturen zu schaffen.
• Bewahrt komplexe Strukturen durch einen Sinterprozess, der der Keramikherstellung ähnelt.
• Kann Strukturen replizieren, die nur 1-2 μm im Durchmesser haben.

Diese Methode bringt erhebliche Vorteile für zahlreiche Disziplinen in Naturwissenschaft und Technik. In der regenerativen Medizin kann sie neue Materialien für das Wachstum von Gewebe entwickeln. Solche Materialien könnten die innere Struktur von Pflanzen und Pilzen nachahmen, was das Gewebewachstum und die -heilung verbessern könnte. In der Mikroelektronik könnte sie zur Entwicklung effizienterer Geräte für chemische Reaktionen und Wärmesteuerung führen, indem sie die detaillierten Muster des natürlichen Wachstums nutzt.

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Forscher der Kyushu-Universität haben eine innovative Methode zur Herstellung von mikrofluidischen Geräten entwickelt, die sich an der Natur und moderner Ingenieurkunst orientiert. Diese Herangehensweise könnte zu effizienten und umweltfreundlichen Technologien führen. Indem sie von der Natur lernen, können Ingenieure schwierige Probleme lösen und bedeutende Fortschritte in verschiedenen Bereichen erzielen.