Учёные из Университета Калифорнии в Сан-Диего разработали новый материал, который может стать эффективным и экологически чистым способом очищать воду от примесей.
Вещество, которое назвали «живым материалом», представляет собой напечатанный на 3D-принтере полимер из водорослей и бактерий, генетически запрограммированных вырабатывать фермент, который разлагает различные органические примеси в воде на молекулы безвредных веществ. Также бактерии содержат ген, заставляющий их саморазрушаться при контакте с теофиллином, который часто присутствует в чае и шоколаде – это способ безвредного устранения самих бактерий после того, как они сделают своё дело.
«Инновационным в нашей работе является то, что мы совместили полимерный материал и биологическую систему. У нас получился материал, способный функционировать и реагировать на стимулы, как живой организм – обычные синтетические материалы не могут так работать», – объяснил глава проекта Джон Покорский.
В проекте участвовали инженеры, химики и биологи из Научно-Инженерного Центра Исследования Материалов (MRSEC) в Сан-Диего.
Для создания живого материала был использован альгинат – натуральный полимер из водорослей, гидрированный до состояния геля и смешанный с цианобактериями – то есть бактериями, которые живут в воде и осуществляют фотосинтез. Эта смесь была загружена в 3D-принтер, и после экспериментов с геометрическими формами учёные остановились на сетчатой форме, оптимальной для жизнедеятельности бактерий.
Цианобактерии были генетически модифицированы, чтобы вырабатывать в материале очищающий фермент под названием лакказа. С помощью лакказы можно нейтрализовать такие органические примеси, как бисфенол А, различные красители, антибиотики и другие медикаменты. В ходе эксперимента эффективность материала была проверена на индиго – синем красителе, который часто используют для окраски джинсовой ткани.
«Нашей целью было создание материала, который реагирует на стимулы, встречающиеся в природе, – объясняет Покорский. – Мы запрограммировали цианобактерии на самоуничтожение после работы, чтобы не выпускать в окружающую среду генетически модифицированные бактерии – с неизвестными последствиями».
Источник: crispy.news
