據(jù)美國《每日科學(xué)》網(wǎng)站4日報道,一個國際研究小組首次使用3D打印機和一種新穎的生物打印技術(shù),將藻類打印成具有韌性和彈性的光合材料,這種材料有望廣泛應(yīng)用于能源、醫(yī)療和時尚領(lǐng)域。相關(guān)研究發(fā)表于《高級功能材料》雜志。
近年來,科學(xué)家認識到,最堅固的材料往往是那些模仿自然物質(zhì)的材料,因此,將生物細胞置于非生物基質(zhì)中制成的生物材料越來越受歡迎。在本研究中,由荷蘭代爾夫特大學(xué)研究人員主導(dǎo)的國際團隊,用沒有生命的細菌纖維素(由細菌制造并排泄出的有機化合物,擁有許多獨特的力學(xué)性能,比如柔韌性、強度和保持形狀的能力)充當打印紙,用活微藻充當墨水,通過3D打印將活藻沉積在細菌纖維素上。
研究人員解釋說,生物(微藻)和非生物(細菌纖維素)成分結(jié)合,產(chǎn)生了一種獨特的材料,這種材料擁有藻類的光合特性以及細菌纖維素的柔韌性,也就是說,其既堅韌又有彈性,同時還環(huán)保、可生物降解,生產(chǎn)簡單且可擴展。此外,這種材料擁有植物特性,意味著它可以利用光合作用在數(shù)周時間里“養(yǎng)活”自己,還可以再生,這些獨特的屬性使其可用于制造人造樹葉、光合皮膚或光合生物服裝等。
人造樹葉是模仿真實樹葉的材料,能利用陽光將水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣和能量,可以在不利于植物生長的環(huán)境,包括外層空間制造可持續(xù)能源。目前的大多數(shù)人造樹葉用有毒化學(xué)方法生產(chǎn),而新方法制造的人造樹葉則由環(huán)保材料制成。這種材料還可以制造用于皮膚移植的光合皮膚,產(chǎn)生的氧氣將有助于傷口修復(fù)。
研究人員表示,除用于可持續(xù)能源和醫(yī)療領(lǐng)域,這些材料也有望改變時尚行業(yè)。首先,由藻類制成的生物服裝是可持續(xù)生產(chǎn)、可完全生物降解的高質(zhì)量織物,將解決紡織業(yè)目前面臨的環(huán)保問題;此外,它們還能通過光合作用去除二氧化碳凈化空氣;最后,它們不需要像傳統(tǒng)服裝那樣經(jīng)常清洗,能大大減少水的使用。
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