太平洋西北国家实验室 (PNNL) 的研究人员开发了基于海藻的墨水和材料，用于开发彩色 2D 和 3D 形状和模型。

这项创新被称为 ArtSea 墨水和材料。这套墨水，是去年八支装 Crayola 蜡笔的未来派升级版——是使用海藻溶液开发的，并添加了颜料，使其具有光泽。ArtSea 墨水和材料不需要高温或不可持续的富含化石燃料的塑料材料来生产无毒、耐用的结构。

从生物检测到艺术和教育……以及更多

ArtSea 墨水和材料的根源始于生物检测——特别是生物威胁的快速检测和表征——结合了 3D 打印、材料设计、组织工程和宿主响应的优势。

我们将这种专业知识与 3D 打印的概念相匹配，因此我们可以开发一种新型的 3D 打印人体组织阵列，以研究有害微生物病原体如何影响组织，领导开发的研究人员安妮阿诺德说。 ArtSea 墨水和材料。这种病原体的一个例子是炭疽芽孢杆菌，它是炭疽和流感的病原体。

除了生物检测之外，该团队很快发现 ArtSea 墨水和材料可用于更广泛的用途，例如创造艺术、为科学、技术、工程和数学使用提供模型，或开发 3D 打印医学模型。

PNNL 商业化经理 Sara Hunt 说，我们发现它是一项非常通用的创新，超越了生物检测。这项技术可以扩展到更大的医疗公司、学校，甚至是喜欢自己创作的“DIYers”。

ArtSea Ink and Materials 是使用 PNNL 内部资助计划开发的，旨在促进创新和创造力，在研究结果发表在ACS Omega杂志上后，最近在Nature上发表了专题报道。

海藻酸盐和云母——秘制酱料

ArtSea 墨水和材料被称为“生物墨水”，因为它们由海藻酸盐制成，海藻酸盐是一种从棕色海藻中提取的低成本、广泛使用且无毒的钠盐。该材料无需过度加热即可形成稳定的凝胶。

为了制造生物墨水，科学家们将称为云母着色剂的颜料注入藻类提取物中——赋予鲜艳的色彩。

将藻类/云母组合溶解在水中，然后与氯化钙溶液混合。带正电的钙离子与各种聚合物链的带负电部分融合，形成粘性可调的“胶”，提供刚度和可加工性的平衡，以形成稳定的 3D 结构。

然后将溶液从类似注射器的涂抹器中挤出，形成彩色、精细的 2D 和 3D 结构。它消除了对 3D 打印机进行复杂软件或硬件维护的需要。

生物墨水还可以配制成任何颜色，包括金属色和珠光色，以及夜光墨水。ArtSea 墨水和材料可用于创建生物材料和模型的表示，以及将哺乳动物和细菌细胞整合到生物墨水中。例如，结果可以提供照亮萤火虫腹部区域灯笼的结构，用于研究该物种的内部运作，或者描绘人脑中的不同区域，用于高中科学课的解剖学课程。