Исследователи из США разработали новый тип материала на основе морских водорослей и бактерий, который может экологично очистить воду от загрязняющих веществ, сообщает Калифорнийский университет в Сан-Диего. Статья, посвященная разработке, опубликована в журнале Nature Communications.
Недавно разработанный материал представляет собой напечатанную на 3D-принтере структуру, которая состоит из природного полимера на основе морских водорослей – альгината – и цианобактерий. Полимер превратили в гель, а бактерии «запрограммировали» так, чтобы они могли самоликвидироваться при контакте с молекулой под названием теофиллин, которая часто содержится в чае и шоколаде. Это дает возможность устранить их после того, как они выполнили свою работу.
Смесь из полимера и бактерий загрузили в 3D-принтер. Исследователи обнаружили, что решетчатая структура хорошо подходит, чтобы поддерживать жизнь бактерий. Выбранная форма имеет высокое соотношение площади поверхности к объему, что позволяет большинству цианобактерий располагаться вблизи поверхности материала, получая доступ к питательным веществам, газам и свету. Увеличенная площадь поверхности также делает материал более эффективным при обеззараживании.
В качестве эксперимента ученые генетически модифицировали цианобактерии в своем материале, чтобы они постоянно производили обеззараживающий фермент — лакказу. Исследования показали, что лакказу можно использовать для нейтрализации различных органических загрязнителей, включая бисфенол А (BPA), антибиотики, фармацевтические препараты и красители. В испытаниях материал обесцвечивал водный раствор, содержащий краситель индигокармин, который широко используют в текстильной промышленности при производстве джинсовой ткани.
[Фото: David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering]
