生物学専攻のアンディ・シャー氏、「誰もが探していた」3D印刷可能なインクを発見、物理学教授が語る

Aug 02, 2023

2023 年 4 月 20 日

メアリー・ケイト・ブローガン著

ドリームワーク、チームワークについて: Research Weeks 2023 の一環として、このシリーズでは、学部生と指導教員が自分たちの研究やその過程で互いに学んだことについて語る様子を紹介します。

電気を通し、しかも強く、柔軟で伸縮性のある 3D 印刷可能なインクを見つけることは、3D 印刷が始まって以来、世界中の材料科学者の目標であったと、物理学科助教授 Daeha Joung 博士は言います。バージニア コモンウェルス大学の人文科学部。

そこで昨年、アンディ・シャーが解決策を探したいと熱心に研究室に来たとき、ジョンは不安を感じながらもシャーにチャンスを与えた。 そして彼はそうしてくれたことに感謝している。

「私はそのインクを自分で見つけようとしていたのです」とジョンさんは語った。 「しかしどういうわけか、アンディがレシピを発見しました。」

この発見は、現在人文科学部で生物学を専攻し、世界研究部で宗教学を副専攻している 2 年生であるシャーさんに新たな機会をもたらしました。 オナーズ・カレッジのメンバーであるシャーは、VCU 学部研究機会プログラムを通じて、ジュンと彼の研究チームと協力してきました。

フィリップ・グラスと一緒に、博士課程の学生。 ナノサイエンスおよびナノテクノロジープログラムの博士号を取得したシャー氏は、学術論文を 2 件発表しており、そのうち 1 件は彼が筆頭著者を務めた学術誌「Advanced Functional Materials」に掲載されています。 彼はまた、別の本と本の章を提出しており、この発見に関する会議での発表に招待されています。

「私たちが発見した材料は、ポリジメチルシロキシン（PDMS）というシリコーンの複合材料で、そのシリコーンの内部にカーボン ナノチューブ（CNT）を分散させました。これは、ある意味難しいことです」とシャー氏は語った。 「私たちは、室温で実行できる非常にシンプルで環境に優しい手法を使用しました。 製造プロセスが簡単なため、他の人だけでなく、商業的に使用したい企業も利用できる可能性があります。」

Joung、Shar、Glass は、カスタマイズ可能な患者健康監視デバイスや、関節の動きを検出したり心臓や呼吸器の健康状態を監視するウェアラブル センサーである電子スキン (eSkin) の開発に 3D 印刷可能インクを使用し続けています。

「Dr. Joung が本当に先駆者として取り組んできたのは、3D プリンティングを使用して脊髄の構造をシミュレートできる足場を作成することです」とシャー氏は言いました。 彼とジュン氏は、細胞の再生を可能にするバイオプリント情報を注入したこの技術が、脊髄損傷を負った人々の感覚機能や運動機能の回復に役立つことを期待している。

ここでは、学生とメンターが協力して学んだことについての考えを共有します。

このプロジェクトのどこに惹かれましたか?

最初から始めて、そもそも私が Joung 博士の研究室に惹かれた理由、つまり高校での研究での過去の経験に話を進めます。 私は昔から実践的なものが大好きで、材料科学とナノテクノロジーは VCU に入った私の主な関心の 2 つでした。 それで、彼がそれを 3D プリンティング (これまでやったことはありませんでしたが、使用することに興奮していました) を生物学的アプリケーションに組み込んだ方法が気に入りました。 私は医療関係に進むつもりなので、将来の職業に関係することだと思います。 それは間違いなく興味深いことでした。

その特定のプロジェクトでは、実際に私は物理学の大学院生であるフィリップ・グラスと一緒に彼のプロジェクトに取り組むことから始めましたが、私が彼を手伝っていたので、それは自然な流れになりました。 私は化学や、インクの製造や材料の製造プロセスに興味がありました。 そして、彼を手伝いながら、私も自分で実験をしてみることにしました。 そして、そのための柔軟性と独立性を私に与えてくれた Joung 博士を本当に尊敬します。 私はいろいろ試していて、うまくいきそうなインクを見つけたら、それが十分ユニークで、文献に記載されているものよりも特定の利点があるのであれば、それについて論文を書いてもよいと判断しました。 そこで私はそこでさらに調査を行いました。