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。

罗切斯特大学(University of Rochester)研究员兼教授安妮·迈耶(Anne Meyer)表示,我们甚至有一天会戴上它。

“我们的材料感觉有点像画布,多亏了我们在上面打印微藻的细菌纤维素,”迈耶说金宝搏官网科技简报。“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宣言之外,“生活材料”还在能源和时尚领域有应用。

杂志上突出的材料先进功能材料,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。

“我们提供了第一个工程光合材料的例子,它在物理上足够健壮,可以在现实生活中应用,”代尔夫特的博士后研究员、论文第一作者斯里坎斯·巴拉苏布拉曼尼亚(Srikkanth Balasubramanian)说

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。

“对于人造叶子来说,我们的材料就像取走植物‘最好的部分’——叶子——可以创造可持续能源,而不需要利用资源来生产植物的部分——茎和根——这些部分需要资源但不产生能源。”Meyer说.“我们正在制造一种只专注于可持续能源生产的材料。”

在下面的视频中了解Meyer实验室的另一项进展。)

在简短的问答中金宝搏官网下面,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。

金宝搏官网首先,您是如何回答罗切斯特大学最近发布的新闻中提出的问题的:你未来的衣服会是用海藻做的吗?

安妮·迈耶教授:我认为我们的3D打印微藻当然可以作为衣服穿,特别是对有艺术头脑的人,他们对衣服独特的美学特性感兴趣,衣服的颜色会随着时间的推移,随着藻类的生长和变得更绿。

金宝搏官网为什么制作这种“有生命的材料”如此重要?

安妮·迈耶教授:活的材料令人兴奋,因为它们可以结合材料的最佳属性,如韧性和耐久性,以及生物体对环境的感知和反应的能力。将活材料变为现实,就有可能开发出可以提醒使用者注意环境中有毒化学物质、可以隔离或分解毒素、或在需要时产生有益产品的材料。这些材料甚至可以利用生物体的能力进行自我修复、再生或自我复制。

金宝搏官网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:我认为这种新材料的主要应用将是在现实环境中生产和储存太阳能。由于我们的材料是如此坚固,它们将更适合暴露在变化的户外天气条件下,同时吸收阳光并将其转化为存储的能量。

金宝搏官网藻类以前也用这种方式印刷过吗?

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。

金宝搏官网制作这种材料有多难?

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。

金宝搏官网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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