3D打印技術(shù)首次讓藻類(lèi)“變身”柔韌光合材料

據(jù)美國(guó)《每日科學(xué)》網(wǎng)站報(bào)道，一個(gè)國(guó)際研究小組首次使用3D打印機(jī)和一種新穎的生物打印技術(shù)，將藻類(lèi)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(shí)尚領(lǐng)域。相關(guān)研究發(fā)表于《高級(jí)功能材料》雜志。

近年來(lái)，科學(xué)家認(rèn)識(shí)到，最堅(jiān)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(xì)胞置于非生物基質(zhì)中制成的生物材料越來(lái)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(guó)際團(tuán)隊(duì)，用沒(méi)有生命的細(xì)菌纖維素（由細(xì)菌制造并排泄出的有機(jī)化合物，擁有許多獨(dú)特的力學(xué)性能，比如柔韌性、強(qiáng)度和保持形狀的能力）充當(dāng)打印紙，用活微藻充當(dāng)墨水，通過(guò)3D打印將活藻沉積在細(xì)菌纖維素上。

研究人員解釋說(shuō)，生物（微藻）和非生物（細(xì)菌纖維素）成分結(jié)合，產(chǎn)生了一種獨(dú)特的材料，這種材料擁有藻類(lèi)的光合特性以及細(xì)菌纖維素的柔韌性，也就是說(shuō)，其既堅(jiān)韌又有彈性，同時(shí)還環(huán)保、可生物降解，生產(chǎn)簡(jiǎn)單且可擴(kuò)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(shí)間里“養(yǎng)活”自己，還可以再生，這些獨(dú)特的屬性使其可用于制造人造樹(shù)葉、光合皮膚或光合生物服裝等。

人造樹(shù)葉是模仿真實(shí)樹(shù)葉的材料，能利用陽(yáng)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(zhǎng)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(shù)葉用有毒化學(xué)方法生產(chǎn)，而新方法制造的人造樹(shù)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(shí)尚行業(yè)。首先，由藻類(lèi)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(wèn)題；此外，它們還能通過(guò)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。