Gitter mit Pilzen

Forscher drucken für Roboter selbstheilende Haut

Schweizer Forscher haben mit dem 3D-Drucker eine Haut für einen Roboter gedruckt, die sich nach einer Beschädigung quasi selbst flicken kann. Das Verfahren haben sie in einer kürzlich im renommierten Fachblatt „Nature Materials“ erschienenen Studie vorgestellt.

Lebende Materialien wie etwa Tierknochen oder Pflanzenstämme sind in der Lage, sich selbst zu heilen, zu regenerieren, sich der Umwelt anzupassen und sogar gewisse Entscheidungen zu treffen. Diese Eigenschaft wollte sich ein Team der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETHZ) zu Nutzen machen, schreiben die Forscher in der Studie.

Dazu haben die Wissenschaftler mit einem 3D-Drucker ein dreidimensionales Gitter aus einem mit einem Pilz namens Glänzender Lackporling (Ganoderma lucidum, Foto unten) beladenen Hydrogel gedruckt. Ähnlich wie bei Schimmelpilzen auf Lebensmitteln besiedelten die sogenannten Pilzmyzelien, also das Wurzelgeflecht der Pilze, dieses gedruckte Gitter.

Robuste Haut regeneriert sich selbst
Daraus entstand in rund 20 Tagen eine Haut, die einerseits robust ist, andererseits die Fähigkeit hat, sich selbst zu regenerieren. Schneidet man sie durch, wächst sie wieder zusammen. Die Fähigkeit, sich selbst zu heilen, verdankt die Haut der Stoffwechselaktivität der Myzelzellen. Diese haben sich in der Natur so entwickelt, dass sie durch die Öffnungen poröser Strukturen navigieren und darin wachsen können.

Pilzhaut muss gefüttert werden
Damit die Haut bei Beschädigung wieder wachsen kann, darf sie diese Stoffwechselaktivität aber nicht verlieren. Und dafür braucht sie Nährstoffe. Wie genau diese Pilzhaut gefüttert werden kann, muss laut der Studie noch weiter erforscht werden. Außerdem sei auch noch offen, wie über lange Zeiträume Abfallstoffe abgeführt werden können.

Um das Verfahren zu testen, wurde an der ETHZ eine Roboterhaut gedruckt und damit mehrere Tests durchgeführt. Man ließ eine Roboterhand mit der gedruckten Haut über verschiedene Oberflächen rollen und ins Wasser eintauchen. Die gedruckte Pilzhaut bestand alle diese Tests problemlos. Künftig soll diese Technologie „Leben in die Welt der Materialien bringen“, schrieben die Autoren der Studie.