罗彻斯特大学和代尔夫特理工大学的一个国际团队使用3D打印机和一种新的生物打印技术将藻类转化为一种有弹性的光合材料。

据罗切斯特大学的研究员和教授Anne Meyer表示,我们甚至有一天会穿它。

“我们的材料感觉有点像帆布,感谢我们印刷微藻的细菌纤维素,”Meyer告诉技术简介。“这是一种坚韧、柔韧的材料,感觉上介于厚纸和棉花之间。”

然而,除了成为未来的时尚声明,“生活材料”也有能量和时尚部门的应用。

杂志上突出的材料先进的功能材料,有一天可能会应用于人造树叶,光合作用皮肤,或光合作用生物服装。

“我们提供了一种物理上强壮的工程光合材料的第一个例子,可以在现实生活中部署,”Srikkanth Balasubramanian,Delft和第一个作者的博士后研究员工

光合作用的物质包含生物和非生物成分:微藻和细菌纤维素。研究人员使用3D打印机将活藻类沉积在细菌纤维素上。你可以把微藻想象成墨水,把纤维素想象成打印纸。

细菌纤维素是一种由细菌产生和排泄的有机化合物,它有许多独特的机械特性。这种有机化合物既柔韧又坚韧,即使被扭曲或压碎,也能保持其形状。

生物和非生物成分的结合产生了一种材料,它具有藻类的光合特性和细菌纤维素的健壮性;成品既坚固又有弹性,同时也环保,可生物降解,制作简单。

微藻和纤维素的组合可能最适合制作“人造树叶”——利用阳光将水和二氧化碳转化为氧气和能量的材料。叶子以糖的形式储存化学能量,然后可以转化为燃料。

因此,人造叶子为植物生长不好的地方提供了一种生产可持续能源的方法,包括外太空殖民地。

“对于人造叶子,我们的材料就像采取植物的”最佳零件“ - 叶子 - 可以创造可持续的能量,而无需使用资源来生产植物的部分 - 茎和根部 - 需要资源不要产生能量,“Meyer说。“我们正在制作一种只专注于可持续生产能源的材料。”

在下面的视频中了解Meyer实验室的另一项进展。)

在简短的问答中技术简介下面,迈耶将介绍更多关于生活材料的前景,以及我们是否真的会穿上它们。

技术简介:开始,您对博克斯特大学的问题发布姿势的问题是什么?你未来的衣服会用藻类吗?

安妮·迈耶教授:我认为我们的3D印刷微藻肯定可以作为服装佩戴,特别是对于对藻类随着藻类而变得更加绿色的独特审美性质感兴趣的艺术思想的人。

技术简介为什么制作这种“有生命的材料”如此重要?

安妮·迈耶教授:生活材料令人兴奋,因为它们可以将最佳材料的性质结合在一起,如韧性和耐用性,具有生物体的能力,感知和对其环境的反应。将生物材料带入现实开辟了可以提醒用户在环境中有毒化学品的材料的可能性,可以隔离或分解毒素,或者可以在需要时产生有益产品。这些材料甚至可以利用生物体的力量来自我愈合或重新制作或重复自己。

技术简介当前位置你认为这种材料的主要用途是什么?

安妮·迈耶教授:我认为我们的新材料的主要应用是在现实世界环境中生产和存储太阳能的一种方式。由于我们的材料如此稳健,因此它们将更适合暴露于更换室外天气条件,同时浸泡阳光并将其转换为存储能量。

技术简介在这种方式之前已经打印了藻类?

安妮·迈耶教授:与之前的生物打印藻类材料相比,我们的材料是一个重大进步,因为底层的细菌纤维素使最终的材料非常坚韧和耐用。相比之下,不含纤维素层的印刷藻类易碎易碎,几乎不可能集成到现实世界的产品中。

技术简介:制作这种材料有多挑战?

安妮·迈耶教授:我们的材料非常简单,因为它主要是自己生长的。为了产生纤维素层,我们只需要让产生纤维素的细菌在一个放在台子上的烧杯中生长几天,然后收集和清洁培养物顶部的纤维素层。我们的3D生物打印机是直接生产的,通过重新利用现成的塑料打印机挤出“生物墨水”代替。一旦我们将含有微藻的生物墨水沉积在纤维素上,藻类将继续生长和独立分裂。

技术简介这种材料还有很多其他的用途,比如人造叶子。哪个或哪些应用程序最令您兴奋,为什么?

安妮·迈耶教授:我对利用我们的技术开发人造叶子的潜力感到非常兴奋。我们的光合作用材料能够以一种非常简单和被动的方式将阳光和二氧化碳转化为储存的能量。虽然目前正在开发的一些人工叶片需要有毒的化学物质或复杂的机器来生产,但我们印刷的微藻是高度可持续的,而且易于制造。我预计它们会比传统植物更有效地生产能源,因为它们不需要使用任何资源来制造茎、枝或根;本质上,微藻100%是“叶子”或光合组织。因此,这些材料可能是在空间或资源有限的环境(如水下或太空殖民地)生产能源的绝佳选择。

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