近日，加州大學(xué)圣地亞哥分校的科學(xué)家們開發(fā)了一種3d打印材料，以可持續(xù)和環(huán)保的方式來(lái)清潔水中的污染物。這種新的“工程生物材料”由天然聚合物和基因工程細(xì)菌制成，可以去除染料污染物靛藍(lán)胭脂。靛藍(lán)胭脂是一種廣泛用于紡織品染色的染料。

工程生物材料，涉及到將一種工程微生物集成到柔軟的材料中。這種復(fù)合材料可以感知和響應(yīng)環(huán)境中存在的刺激。這些微生物負(fù)責(zé)執(zhí)行復(fù)雜的功能，在這項(xiàng)研究中起到水凈化的作用。柔軟的材料為生物生長(zhǎng)提供支持系統(tǒng)。

工程師，材料科學(xué)家和生物學(xué)家的合作團(tuán)隊(duì)使用海藻酸鹽（一種基于海藻的聚合物），然后將其水化制成凝膠，并將其與基因工程細(xì)菌結(jié)合，產(chǎn)生一種酶，一種水生光合細(xì)菌，稱為藍(lán)藻菌。這可以將許多有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為良性分子，而且它還可以茶堿存在的情況下自我毀滅。

將這種混合物送入3D打印機(jī)，制造出一種藍(lán)藻生物復(fù)合材料，這種材料能夠在外部化學(xué)刺激下產(chǎn)生多種功能輸出。在評(píng)估了一系列3d打印的幾何形狀后，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)最適合保持細(xì)菌存活。這種形狀也提供了一個(gè)高表面積體積比，允許大多數(shù)藍(lán)藻接近材料的表面獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，氣體和光。

材料中的藍(lán)藻經(jīng)過基因工程改造，可以不斷產(chǎn)生一種叫做漆酶的去污酶。漆酶可以中和許多有機(jī)污染物，如雙酚A (BPA)、抗生素、藥物和染料。同時(shí)，在添加傳統(tǒng)的滅菌劑之前，首先可以考慮這種活性物質(zhì)。通過精準(zhǔn)作用于這些污染物，從而減輕了對(duì)環(huán)境中殘留的轉(zhuǎn)基因細(xì)菌的任何擔(dān)憂。