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3D打印技術首次讓藻類“變身”柔韌光合材料

作者:東譜科技(廣州)有限責任公司 瀏覽: 發表時間:2021-05-08 09:24:26 來源:光電資訊

據美國《每日科學》網站4日報道,一個國際研究小組首次使用3D打印機和一種新穎的生物打印技術,將藻類打印成具有韌性和彈性的光合材料,這種材料有望廣泛應用於能源、醫療和時尚領域。相關研究發表於《高級功能材料》雜誌。

近年來,科學家認識到,最堅固的材料往往是那些模仿自然物質的材料,因此,將生物細胞置於非生物基質中製成的生物材料越來越受歡迎。在本研究中,由荷蘭代爾夫特大學研究人員主導的國際團隊,用沒有生命的細菌纖維素(由細菌製造並排泄出的有機化合物,擁有許多獨特的力學性能,比如柔韌性、強度和保持形狀的能力)充當打印紙,用活微藻充當墨水,通過3D打印將活藻沉積在細菌纖維素上。

研究人員解釋說,生物(微藻)和非生物(細菌纖維素)成分結合,產生了一種獨特的材料,這種材料擁有藻類的光合特性以及細菌纖維素的柔韌性,也就是說,其既堅韌又有彈性,同時還環保、可生物降解,生產簡單且可擴展。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周時間裏“養活”自己,還可以再生,這些獨特的屬性使其可用於製造人造樹葉、光合皮膚或光合生物服裝等。

人造樹葉是模仿真實樹葉的材料,能利用陽光將水和二氧化碳轉化為氧氣和能量,可以在不利於植物生長的環境,包括外層空間製造可持續能源。目前的大多數人造樹葉用有毒化學方法生產,而新方法製造的人造樹葉則由環保材料製成。這種材料還可以製造用於皮膚移植的光合皮膚,產生的氧氣將有助於傷口修複。

研究人員表示,除用於可持續能源和醫療領域,這些材料也有望改變時尚行業。首先,由藻類製成的生物服裝是可持續生產、可完全生物降解的高質量織物,將解決紡織業目前面臨的環保問題;此外,它們還能通過光合作用去除二氧化碳淨化空氣;最後,它們不需要像傳統服裝那樣經常清洗,能大大減少水的使用。


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