生物学家用3D打印机和生物墨水制造了一件迷你T恤。
活体材料是将生物细胞置于非生物基质中制成的生物材料，近年来，它正收获越来越多关注。phys.org网站当地时间5月3日报道，美国罗切斯特大学和荷兰代尔夫特大学领导的国际团队首次使用3D打印机和一种新的生物墨水技术，将藻类打印成了坚韧、有弹性的活体光合材料。这种材料在能源、医疗和时尚领域具有极大应用前景。相关论文发表在《先进功能材料》杂志中。
论文第一作者、代尔夫特大学博士后研究员Srikkanth Balasubramanian说，“3D打印是制造活体功能材料的强大技术。我们提供了首个制造光合材料的范例。这种活体材料性能良好，有望广泛应用于现实生活中。”
为了制造光合材料，研究人员使用了由细菌产生的有机化合物：细菌纤维素。细菌纤维素具有许多独特的机械性能，如柔韧性、高强度及稳定性。它就像打印机里的纸张，而活体微藻则是油墨。研究人员使用3D打印机将活体藻类沉积在了细菌纤维素上。微藻和细菌纤维素的组合产生了一种独特的材料，它既有藻类的光合特性，又有细菌纤维素的坚韧性，并且还非常环保、可生物降解，便于规模化生产。这种类植物材料能够利用光合作用，在数周内“养活”自己，并实现再生。
研究人员表示，新材料可用于制造人造树叶、光合作用皮肤及生物服装。人造树叶与真实树叶很相似，能在阳光驱动下将水和二氧化碳转化为氧气和能量。人造树叶以糖的形式储存化学能量，工程师随后可以将其转化为燃料。因此，人造树叶为植物生长不良的地区（如太空领域）提供了一种生产可持续能源的工具。罗彻斯特大学生物学副教授Anne S. Meyer说：“植物的茎和根会消耗资源，但不能产生能量。人造树叶可以创造可持续能源，而不会消耗资源。我们制造的是一种只专注于可持续能源生产的材料。新材料还可以用于皮肤移植领域。光合作用皮肤产生的氧气将有助于激发创面的愈合。”
除了提供可持续能源和医疗服务之外，这种活体材料还有可能为时尚行业带来变革。由藻类制成的生物服装将消除当前纺织业的部分负面环境影响——它们源自可持续性生产过程，而且可生物降解。通过光合作用，生物服装还能吸收温室气体二氧化碳。更重要的是，它不像传统服装那样需要经常清洗，有助于节约宝贵的水资源。
“这款生物材料可以在没有水或营养质的情况下存活数天，并且材料本身也可以作为培育新生物材料的‘种子’。”代尔夫特生物科学副教授Marie-Eve Aubin-Tam说，“这为将活体材料应用于偏远地区甚至太空奠定了基础。”
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编译：德克斯特
审稿：西莫
责编：陈之涵
期刊来源：《先进功能材料》
期刊编号：1616-301X
原文链接：
https://phys.org/news/2021-05-future-algae.html
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