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3D打印技術(shù)首次讓藻類(lèi)“變身”柔韌光合材料v

發(fā)布時(shí)間:2021-5-6來(lái)源:青島市科技局點(diǎn)擊:返回列表

  科技日?qǐng)?bào)北京5月5日電 (記者劉霞)據(jù)美國(guó)《每日科學(xué)》網(wǎng)站4日?qǐng)?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。

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