3D-gedrucktes Wearable mit Innenleben

In ihrem spektakulären TED-Vortrag stellte Neri Oxman eine weitere Weltneuheit vor: ein von Stratasys 3D-gedrucktes Wearable mit integrierter lebender Materie: Stratasys Ltd. (Nasdaq:SSYS), ein weltweit führender Anbieter im Bereich 3D-Druck und additive Fertigungsverfahren, gab heute bekannt, dass die Architektin, Designerin und langjährige Kooperationspartnerin Neri Oxman der Öffentlichkeit das weltweit erste 3D-gedruckte, fotosynthetische Wearable mit eingearbeiteten lebenden Organismen vorgestellt hat. Auf der Bühne der TED2015 in Vancouver präsentierte Oxman Mushtari, ein Kunstobjekt, das von Stratasys im 3D-Druck hergestellt wurde. Es handelt sich dabei um das weltweit erste Wearable, das additive Multimaterial-Fertigung mit synthetischer Biologie verbindet.

Dieses Werk ist ein Quantensprung für Wissenschaft, Technologie und Design, so Oxman. Mushtari bietet nicht nur eine Umgebung für lebende Organismen sondern ermöglicht auch eine Beeinflussung ihrer Funktionen. In ihrem Vortrag spricht Oxman von den neuesten Entwicklungen in Computerdesign, Materialwissenschaften und synthetischer Biologie sowie in den additiven Fertigungsverfahren. „Wir leben in einer aufregenden Zeit“, so Oxman wörtlich.

„Zum ersten Mal wurde mithilfe von 3D-Drucktechnologie ein fotosynthetisches Wearable hergestellt. Die Bekleidungsobjekte besitzen ein integriertes Kanalsystem für die Unterbringung von Mikroorganismen“, erklärt Oxman. „Mushtari ist dem menschlichen Verdauungstrakt nachempfunden. Es beherbergt synthetische Mikroorganismen in einer Parallelkultur aus Kolibakterien und fotosynthetischen Cyanobakterien, die im Dunkeln in hellen Farben fluoreszieren und unter Sonneneinstrahlung Zucker oder sogar Biokraftstoff produzieren können. Solche und andere Anwendungsmöglichkeiten werden in naher Zukunft das Leben der damit ausgerüsteten Personen verbessern, zum Beitrag durch Hautscans, Heilung von verletztem Gewebe und Unterstützung der Körperfunktionen. So etwas wurde bisher noch nie ausprobiert.“

Die einzigartige Triple Jetting-Drucktechnologie von Stratasys erlaubte es dem Team um Oxman – und dem Forscher Will Patrick – für Mushtari ein ausgedehntes Netzwerk für Flüssigkeiten mit variabler Transparenz (von blickdicht bis klar) zu generieren. Oxman erklärt weiter: „Dadurch konnten wir in den Bereichen, in denen Fotosynthese stattfinden soll, verschiedene Transparenz- und Transluzenzstufen erzeugen. Es wurden Kanäle und Aushöhlungen integriert, die den Durchfluss und die Funktionsweise der Zellen verbessern. Die angesprochenen mechanischen Abstufungen und unterschiedlichen optischen Dichten lassen sich nur mithilfe der hohen räumlichen Auflösung von Multimaterial 3D-Druckverfahren realisieren.“

Stratasys hat speziell für diese Anwendung ein neues, maßgeschneidertes Verfahren entwickelt. Naomi Kaempfer, Kreativdirektorin für Art Fashion Design bei Stratasys, erklärt, „die gemeinsame Forschungsarbeit mit Prof. Neri Oxman war für beide Seiten äußerst produktiv. Wir haben uns gegenseitig immer wieder dazu angespornt, die Grenzen der künstlerischen Gestaltungsfähigkeit und des technologisch Machbaren zu erweitern. Der 3D-Druck von Mushtari ist ein ganz besonderes Beispiel dafür, wie weit uns diese Zusammenarbeit bringen kann. Die Flüssigkeitskanäle des Wearables haben eine Gesamtlänge von 58 Metern, bei einem Innendurchmesser von 1 mm bis zu 2,5 cm und häufigen, abrupten Richtungswechseln. Das Herausspülen des Stützmaterials aus einer solch langen, schmalen und komplizierten Struktur, um die Hohlräume für die lebendigen Organismen zu schaffen, stellte eine große Herausforderung dar. Unsere Forschungs- und Entwicklungsabteilung hat die Grenzen unserer Technologie neu definiert. Mit dem Entwurf einer verbesserten, optimierten Stützstruktur wurde eine leichtgängige und effektive Prozedur geschaffen, um Prof. Oxmans Vorstellungen umsetzen zu können.“

Mushtari ist die Weiterführung eines Objekts aus Oxmans Wanderers: An Astrobiological Exploration, das zur ‘The Sixth Element’-Designsammlung gehört, die Stratasys für die EuroMold 2014 als Kurator betreute. Die aus vier Kunstobjekten bestehende Serie Wanderers ist eine fortlaufende Zusammenarbeit zwischen Stratasys und Neri Oxman sowie Mitgliedern der Forschergruppe Mediated Matter am MIT, dem Labor von Prof. Pamela Silver an der Harvard Medical School und Deskriptiv (Christopher Bader & Dominik Kolb).

Die Serie Wanderers befasst sich mit Gedankenspielen über Reisen von unserem Heimatplaneten Erde zu anderen Planeten. Jedes der Wearables aus der Serie wurde entworfen, sowohl lebenserhaltende Elemente zu besitzen als auch selbst generieren zu können. Mushtari kommt aus dem Arabischen und bedeutet in Anlehnung an den Planten Jupiter ‚groß‘ oder ‚gewaltig‘. Das Design stellt einen einzigen, mit lebender Materie gefüllten Strang dar. Ein Organsystem, das Biomasse verbraucht und verdaut und dabei Nährstoffe absorbiert und Abfallstoffe ausscheidet. Der 3D-gedruckte, lichtdurchlässige Trakt wurde konzipiert, um speziell entwickelte Cyanobakterien aufzunehmen, die Sonnenlicht in Saccharose umwandeln. Eine Konzeptstudie zur Demonstration von Anwendungsmöglichkeiten von lebenden Organismen in einem Wearable.

Das von Stratasys 3D-gedruckte Objekt für Oxmans Werk und TED-Präsentation führte diese Idee weiter. So wurde Mushtari zum ersten Gefäßsystem in einem Wearable-Objekt, mit dem Organismen am Leben erhalten, kontrolliert und beeinflusst werden können. Zu den weiteren, von Stratasys 3D-gedruckten Objekten, die von Oxman und ihrer Arbeitsgruppe entwickelt und in der TED-Präsentation vorgestellt wurden, gehören u. a. ein akustischer Sessel, der Geräusche absorbiert, ein ‚Zweite-Haut‘-Kleid-Umhang, der von Oxman zusammen mit Iris van Herpen für die Pariser Modewoche 2013 entworfen wurde sowie ein durch Knochen und Muskeln inspirierter Helm von Oxmans Sammlung ‚Imaginary Beings: Mythologies of the Not Yet’. Für die Imaginary Beings-Serie, die erstmals 2012 in Paris im Centre Pompidou ausgestellt wurde, erweiterte Stratasys erneut die Grenzen seiner technischen Möglichkeiten und präsentierte 3D-gedruckte, farbige Designobjekte, die verschiedene Materialeigenschaften kombinieren und nur Dank der einzigartigen Triple Jetting-Drucktechnologie von Stratasys gefertigt werden konnten.

„Am Ende zeigt sich, dass die Einarbeitung synthetischer Biologie in 3D-gedruckte Produkte für tragbare Mikrobiome eine neue Zukunft prägt – den Übergang von Designs, die sich an der Natur orientieren, über Designs, die mit und von der Natur geschaffen werden, bis hin zum Design der Natur selbst“, so Neri Oxman in ihren Zukunftsvisionen.

Das Video vom TED-Vortrag wird bald online verfügbar sein. Folgen Sie dem Stratasys-Blog, um es nicht zu verpassen. In ihrem spektakulären Vortrag bei der TED stellte Neri Oxman eine Weltwneuheit vor: ein von Stratasys 3D-gedrucktes Wearable mit integrierter lebender Materie. Fotografiert von: Bret Hartman, mit freundlicher Genehmigung von TED.

Mushtari gefüllt mit lumineszierender Flüssigkeit. Neri Oxman stellt das weltweit erste 3D-gedruckte, fotosynthetische Wearable mit eingeschlossener lebender Materie vor. Es wurde mit einem Objet500 Connex3 Multimaterial 3D-Farbdrucker hergestellt. Fotografiert von: Jonathan Williams und Paula Aguilera, mit freundlicher Genehmigung von Mediated Matter.

Ein Teil von Mushtari, gefüllt mit lumineszierender Flüssigkeit. Die von Stratasys 3D-gedruckten Flüssigkeitskanäle des Wearables haben eine Gesamtlänge von 58 Metern und die Innendurchmesser reichen von 1 mm bis zu 2,5 cm. Fotografiert von: Jonathan Williams und Paula Aguilera, mit freundlicher Genehmigung von Mediated Matter.

Rückwärtiges Teil von Mushtari mit beleuchteten Kanälen. Die einzigartige Triple Jetting-Drucktechnologie von Stratasys ermöglichte es dem Team um Oxman, ein ausgedehntes Netzwerk für Flüssigkeiten mit variabler Farbgebung, Flexibilität und Transparenz (von blickdicht bis klar) zu generieren. Fotografiert von: Jonathan Williams und Paula Aguilera, mit freundlicher Genehmigung von Mediated Matter.