ייצור וניתוח של לבני ביו-צמנט של Sporosarcina pasteurii באמצעות תבניות מודפסות בתלת מימד מותאמות אישית לבדיקות דחיסה בלתי מוגבלות

המחקר חוקר משקעי קלציט המושרים על ידי חיידקים באמצעות S.pasteurii לייצור לבני ביו-צמנט. הוא בוחן את היעילות של תבניות מודפסות בתלת מימד באופטימיזציה של ייצור ביו-צמנט ובדיקות חוזק. נכון לעכשיו ניסוי זה דורש מחויבות זמן משמעותית מכיוון שלוקח בערך חמישה ימים מההתחלה ועד הסוף, ואין זמן אידיאלי להשהות את הניסוי לאחר תחילתו.

הפרוטוקול שלנו משתמש בתבניות מודפסות בתלת מימד לשימוש חוזר לזרימה דרך טיפול MICP, המאפשר לבנים גליליות סטנדרטיות לבדיקות דחיסה בלתי מוגבלות תוך מתן אפשרות לבדיקה מקבילה נוחה של משתנים מרובים ושכפולים. כדי להתחיל, יש לסנן לעקר 150 מיליליטר של מדיום אוריאה BHI ולחטא בקבוק של 250 מיליליטר. הכן 250 מיליליטר תמיסת מלט.

הוסף 1.6 מיליליטר של מדיום אוריאה BHI בצינור תרבית וחסן את המדיום במושבה אחת מצלחת הפס של יום האפס. גדלו את תרבית המתנע בשייקר במהירות של 150 סיבובים לדקה ב-30 מעלות צלזיוס למשך הלילה. למחרת, בדוק את תרבות המתנע לצמיחה, אשר מאושרת על ידי עכירות מוגברת.

כעת, הוסף 40 מיליליטר של מדיום אוריאה BHI לבקבוק החיטוי של 250 מיליליטר. שופכים את תרבית המתנע של 1.6 מיליליטר לבקבוק ודוגרים אותה בשייקר בחום של 30 מעלות צלזיוס למשך שבע שעות. לאחר הדגירה מוסיפים לבקבוק 40 מיליליטר נוספים של מדיום אוריאה BHI, ומניחים את הבקבוק בשייקר בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס למשך הלילה, או למשך 16 שעות.

כעת, הוסיפו עוד 40 מיליליטר של מדיום אוריאה BHI לבקבוק תרבית הלילה והמשיכו לדגור על Sporosarcina pasteurii ב-20 מעלות צלזיוס. הנח אטמי גומי בחללים המתאימים על התבניות. חבר את שני חצאי התבניות, וודא שהאטמים אטומים וכל המגנטים מחוברים.

הוסף עיגול של רשת תיל דקה לתחתית תבנית הלבנים הגלילית כדי למנוע נפילת חול דרך החור. כעת, מלאו את התבנית בחול או בחומר אחר עד לקו הפנימי, והדביקו היטב. לאחר מכן, הניחו עיגול נוסף של רשת תיל על החלק העליון של החול כדי לכסות את כל המשטח ולהדביק שוב.

כעת, מקם את התבנית על גבי מיכל פסולת כדי לתפוס זרימה. יוצקים 40 מיליליטר מהתרבות על גבי החול ומניחים לו להיספג למשך 45 דקות. לאחר מכן, שפכו 80 מיליליטר תמיסת מלט על גבי החול.

לאחר 30 דקות, שפכו 40 מיליליטר תרבות על גבי החול, והמתינו עוד 30 דקות. שוב, שפכו 80 מיליליטר תמיסת מלט על גבי החול ואז שפכו מעל 40 מיליליטר תרבות לאחר 30 דקות. לאחר חצי שעה של דגירה, שפכו 80 מיליליטר תמיסת מלט על גבי החול והשאירו את הלבנה ללא הפרעה למשך 48 שעות לפחות או עד שהחול נראה יבש.

ביום החמישי, פצלו את התבנית לשניים ושחררו את הלחץ מהמגנטים כדי להסיר את הלבנה מהתבנית. לאחר מכן הניחו את הלבנה על מגבת נייר כדי להמשיך להתייבש במשך שלושה שבועות לפני ביצוע בדיקות דחיסה. לבדיקת הדחיסה, הנח את הלבנה על לוחית הטעינה התחתונה של מכונת בדיקת הדחיסה הבלתי מוגבלת ולוחית טעינה שטוחה על גבי הלבנה.

בעזרת מכונת בדיקת הדחיסה, הפעל כקילו אחד של לחץ על הלבנה, ולאחר מכן השתמש בקריאה הדיגיטלית כדי לאפס את מדידת הלחץ. לבסוף, הפעל עומס הולך וגובר ברציפות בהתאם למפרט המכונה עד שהלבנה תגיע לכשל מבני. רשום את העומס המרבי על נשיאת המשקל עבור כל לבנה.

התבנית המודפסת בתלת מימד שמרה בהצלחה על צורת הלבנה, וייצרה לבנים שנראו מוצקות לאחר שלושה שבועות של ייבוש עם אובדן חומר מינימלי בטיפול. לבנים שהראו התפוררות או אובדן חומר משמעותי במגע הצביעו על טעות בהכנת המדיה או התרבית. תבניות שימשו לבדיקת מצעי חול גסים ודקים, וייצרו ארבע לבנים לכל סוג.

העומס המרבי הממוצע לבני חול גס היה 95.125 פאונד לאינץ' מרובע, בעוד שלבני חול עדינות עמדו בעומס מרבי ממוצע של 49.625 פאונד לאינץ' מרובע. היכולת להדפיס תבניות תלת מימד לפי הצורך אפשרה בדיקת משתנים בו זמנית, והפחיתה את השונות הניסיונית.