3D打印活性材料可净化污水 其中基因改造细菌完成任务后能自毁
科技日报记者 张佳欣 美国加州大学圣迭戈分校研究人员开发了一种3D打印的印活新型生物工程材料,可提供可持续和环保的性材细菌解决方案来清除水中的污染物。相关论文发表在最新一期《自然·通讯》杂志上。净化基因 这种去污材料由一种以海藻为基础的污水完成聚合物和细菌组合而成,这些细菌经过基因工程改造,其中可产生一种酶,改造能将各种有机污染物转化为良性分子。任务这些细菌还可在茶碱分子存在的自毁情况下“自毁”,茶碱通常存在于茶和巧克力中,印活这提供了一种在“完成任务”后清除细菌的性材细菌方法。 研究共同负责人、净化基因加州大学圣迭戈分校纳米工程教授乔恩·波科尔斯基表示,污水完成研究的其中创新之处在于,将聚合物材料与生物系统配对,改造创造出一种活性材料,任务这种材料可发挥功能,并对刺激作出反应,而普通合成材料无法做到这一点。 研究人员使用了藻酸盐,将其水合制成凝胶,然后与一种名为蓝藻的水生光合细菌混合。研究人员利用3D打印机对混合物进行打印。在测试了材料的各种3D打印几何形状后,研究人员发现,格子状结构是保持细菌存活的最佳结构。所选形状具有较高的表面积与体积比,这使得大部分蓝藻能靠近材料表面以获取营养、空气和光线。 基因工程改造的蓝藻不断产生一种名为漆酶的去污酶。研究表明,漆酶可用于中和来自双酚A、抗生素和染料中的多种有机污染物。 研究人员证明,新材料可用于净化靛红染料,这种染料广泛用于纺织行业中对牛仔布料的染色过程。在测试中,新材料能使含有染料的水溶液脱色。 研究人员还开发了在污染物清除后消除蓝藻的方法。他们对细菌进行基因改造,使其对茶碱分子产生反应。这种分子触发细菌产生一种蛋白质以破坏它们的细胞,如同一个“自毁装置”。这种方式可减少人们对转基因细菌长期存在于环境中的担忧。
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