Впервые исследователи из Университета Рочестера и Делфтского технологического университета в Нидерландах использовали 3D-принтеры (новую технику биопечати) для печати из водорослей живых фотосинтетических материалов, которые являются прочными и эластичными.
— Трехмерная печать зарекомендовала себя как эффективная технология изготовления живых материалов, имеющих множество экологических и других преимуществ. Наши фотосинтетические живые материалы — это огромный шаг вперед в этой области, поскольку они являются первым примером модифицированного фотосинтетического материала, который достаточно прочен для использования, — заявила доцент кафедры биологии в Рочестере Энн С. Мейер.
Работа по разработке материала на биологической основе является последней в серии исследований, проводимых лабораторией Мейер.
Чтобы создать фотосинтетические материалы, исследователи начали с неживой бактериальной целлюлозы — органического соединения, производимого и выделяемого бактериями. Бактериальная целлюлоза обладает многими важными механическими свойствами, включая гибкость, прочность и способность сохранять свою форму при любых физических деформациях.
Бактериальная целлюлоза подобна бумаге в принтере, а живые микроводоросли действуют как чернила. Мейер и ее коллеги использовали 3D-принтер для нанесения живых водорослей на бактериальную целлюлозу.
Комбинация живых (микроводоросли) и неживых (бактериальная целлюлоза) компонентов стала основой для изготовления уникального материала, обладающего фотосинтетическим качеством водорослей и устойчивостью бактериальной целлюлозы. Материал прочный и эластичный, а также экологически чистый, биоразлагаемый и простой в производстве.
Характеристики материала делают его идеальным кандидатом для множества применений, в том числе и для новых изобретений. Речь идет об искусственных листьях, фотосинтетической коже и биоодежде.
К примеру, искусственные листья — это материал, имитирующий настоящие листья, поскольку он использует солнечный свет для преобразования воды и углекислого газа — основного фактора изменения климата — в кислород и энергию, как настоящие листья во время фотосинтеза. Листья накапливают энергию в химической форме в виде сахаров, которые затем можно преобразовать в топливо. Таким образом, искусственные листья предлагаются в качестве способа производства устойчивой энергии в местах, где растения плохо растут, включая космические колонии.
Еще одно применение материала — фотосинтезирующая кожа, которую можно использовать для трансплантатов кожи.
— Генерируемый кислород может помочь ускорить заживление любых ран под действием света, — утверждает Мейер.
Помимо обеспечения экологически чистой энергии и лечения, материалы также могут изменить моду.
Биоодежда из водорослей устранит некоторые негативные экологические последствия нынешней текстильной промышленности. В частности, эти высококачественные ткани будут производиться экологически рационально и полностью биоразлагаться.
Биоодежда также будет очищать воздух, удаляя углекислый газ путем фотосинтеза, и ее не нужно будет стирать так часто, как обычную одежду, что сокращает потребление воды.
Маски для лица, флаконы с антисептиком и перчатки спровоцировали вспышку загрязнения окружающей среды в мире.
Источник: University of Rochester