據外媒報道，當一棵幼苗成長為(wei) 一棵樹時，它的樹幹和樹枝會(hui) 變得更硬更強。科學家現在已經在一種光合作用輔助的3D打印墨水中複製了這種效果，這種墨水部分由菠菜製成。光合作用始於(yu) 被稱為(wei) 葉綠體(ti) 的植物細胞子結構，它們(men) 吸收太陽光。它們(men) 利用光的能量將水和二氧化碳轉化為(wei) 葡萄糖，再利用葡萄糖生產(chan) 纖維素。因為(wei) 纖維素是植物細胞壁的主要成分，所以產(chan) 生的纖維素越多，植物就越強壯。

在王啟明教授的帶領下，南加州大學維特比工程學院的研究人員開始複製這一過程，他們(men) 首先使用離心機從(cong) 商店購買(mai) 的菠菜中提取葉綠體(ti) 。然後將這些葉綠體(ti) 加入到一種可3D打印的聚合物墨水中，用來打印簡單的三維結構。當這些物體(ti) 暴露在全光譜白光下時，葉綠體(ti) 使聚合物內(nei) 產(chan) 生纖維素，使物品變得更加堅硬和堅固。

科學家們(men) 現在認為(wei) ，兩(liang) 到四個(ge) 小時的光照可以使這種材料變得比原來的狀態強6倍。此外，通過隻暴露結構的某些部分，可以使其在某些方麵變得更強，而在其他方麵變得更靈活。更重要的是，就像樹枝在受到機械壓力時（如從(cong) 樹枝上掛上重物）會(hui) 變得更強一樣，3D打印材料同樣會(hui) 在外力的作用下產(chan) 生更多的纖維素。

最後，如果一個(ge) 3D打印物體(ti) 出現裂縫，光照會(hui) 啟動一個(ge) 自我修複過程，從(cong) 而將該裂縫密封起來。如果有人想暫時停止菠菜葉綠體(ti) 生產(chan) 葡萄糖（以及延伸到纖維素），他們(men) 可以簡單地通過冷凍材料來實現--當材料回暖到室溫時，葉綠體(ti) 會(hui) 再次活躍起來。

在其他可能的技術應用中，該團隊設想了定製的3D打印鞋墊，它可以根據人的腳的形狀塑造，並且可以調整到不同的硬度水平。

最近發表在《美國國家科學院院刊》雜誌上的一篇論文對這項研究進行了描述。