活體材料是將生物細(xì)胞置于非生物基質(zhì)中制成的生物材料，近年來，它正收獲越來越多關(guān)注。phys.org網(wǎng)站當(dāng)?shù)貢r間5月3日報道，美國羅切斯特大學(xué)和荷蘭代爾夫特大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國際團(tuán)隊首次使用3D打印機(jī)和一種新的生物墨水技術(shù)，將藻類打印成了堅韌、有彈性的活體光合材料。這種材料在能源、醫(yī)療和時尚領(lǐng)域具有極大應(yīng)用前景。相關(guān)論文發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》雜志中。活體材料是將生物細(xì)胞置于非生物基質(zhì)中制成的生物材料，近年來，它正收獲越來越多關(guān)注。phys.org網(wǎng)站當(dāng)?shù)貢r間5月3日報道，美國羅切斯特大學(xué)和荷蘭代爾夫特大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國際團(tuán)隊首次使用3D打印機(jī)和一種新的生物墨水技術(shù)，將藻類打印成了堅韌、有彈性的活體光合材料。這種材料在能源、醫(yī)療和時尚領(lǐng)域具有極大應(yīng)用前景。相關(guān)論文發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》雜志中。
生物學(xué)家用3D打印機(jī)和生物墨水制造了一件迷你T恤。
論文第一作者、代爾夫特大學(xué)博士后研究員Srikkanth Balasubramanian說，“3D打印是制造活體功能材料的強(qiáng)大技術(shù)。我們提供了首個制造光合材料的范例。這種活體材料性能良好，有望廣泛應(yīng)用于現(xiàn)實生活中。”
為了制造光合材料，研究人員使用了由細(xì)菌產(chǎn)生的有機(jī)化合物：細(xì)菌纖維素。細(xì)菌纖維素具有許多獨特的機(jī)械性能，如柔韌性、高強(qiáng)度及穩(wěn)定性。它就像打印機(jī)里的紙張，而活體微藻則是油墨。研究人員使用3D打印機(jī)將活體藻類沉積在了細(xì)菌纖維素上。微藻和細(xì)菌纖維素的組合產(chǎn)生了一種獨特的材料，它既有藻類的光合特性，又有細(xì)菌纖維素的堅韌性，并且還非常環(huán)保、可生物降解，便于規(guī)模化生產(chǎn)。這種類植物材料能夠利用光合作用，在數(shù)周內(nèi)“養(yǎng)活”自己，并實現(xiàn)再生。
研究人員表示，新材料可用于制造人造樹葉、光合作用皮膚及生物服裝。人造樹葉與真實樹葉很相似，能在陽光驅(qū)動下將水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣和能量。人造樹葉以糖的形式儲存化學(xué)能量，工程師隨后可以將其轉(zhuǎn)化為燃料。因此，人造樹葉為植物生長不良的地區(qū)（如太空領(lǐng)域）提供了一種生產(chǎn)可持續(xù)能源的工具。羅徹斯特大學(xué)生物學(xué)副教授Anne S. Meyer說：“植物的莖和根會消耗資源，但不能產(chǎn)生能量。人造樹葉可以創(chuàng)造可持續(xù)能源，而不會消耗資源。我們制造的是一種只專注于可持續(xù)能源生產(chǎn)的材料。新材料還可以用于皮膚移植領(lǐng)域。光合作用皮膚產(chǎn)生的氧氣將有助于激發(fā)創(chuàng)面的愈合。”
除了提供可持續(xù)能源和醫(yī)療服務(wù)之外，這種活體材料還有可能為時尚行業(yè)帶來變革。由藻類制成的生物服裝將消除當(dāng)前紡織業(yè)的部分負(fù)面環(huán)境影響——它們源自可持續(xù)性生產(chǎn)過程，而且可生物降解。通過光合作用，生物服裝還能吸收溫室氣體二氧化碳。更重要的是，它不像傳統(tǒng)服裝那樣需要經(jīng)常清洗，有助于節(jié)約寶貴的水資源。
“這款生物材料可以在沒有水或營養(yǎng)質(zhì)的情況下存活數(shù)天，并且材料本身也可以作為培育新生物材料的‘種子’。”代爾夫特生物科學(xué)副教授Marie-Eve Aubin-Tam說，“這為將活體材料應(yīng)用于偏遠(yuǎn)地區(qū)甚至太空奠定了基礎(chǔ)。”
來源：互聯(lián)網(wǎng)
