“活材料”滤水器利用细菌来中和水污染物

“活材料”滤水器利用细菌来中和水污染物

随着污染问题继续席卷全球,净化水源比以往任何时候都更加重要。加州大学圣地亚哥分校的研究人员意识到这一点,他们刚刚发明了一种最新的令人费解的工具,用于帮助未来的清洁项目:一种 3D 打印的“工程生物材料”,由海藻聚合物和转基因细菌制成,可以分解水中的有机污染物。

《自然通讯》杂志新发表的一篇论文详细介绍了这一非凡的发明,它来自加州大学圣地亚哥分校材料研究科学与工程中心 (MRSEC) 的一个团队。根据项目公告,该团队首先对一种名为海藻酸盐的海藻衍生聚合物进行了水合。同时,研究人员对一种名为蓝藻的水生光合细菌进行了基因改造,使其能够产生漆酶,这种酶能够中和抗生素、染料、药物和 BPA 等有机污染物。然后,这些成分被混合在一起,并通过 3D 打印机打印成网格状的设计,其表面积与体积的比值使细菌能够最佳地获取光、气体和营养物质。

[相关:美国最终可能会对饮用水中的有毒“永久化学物质”进行监管。]

“此次合作使我们能够利用我们对蓝藻遗传学和生理学的了解来创造一种活体材料,”生物科学学院教员苏珊·戈尔登 (Susan Golden) 在一份声明中表示。“现在我们可以创造性地思考如何将新功能设计到蓝藻中,以制造出更有用的产品。”

为了测试他们的发明,工程师们将他们的净化器放入被靛蓝胭脂污染的水中,靛蓝胭脂是一种常用于牛仔布制造的蓝色染料。该团队的网格状活体工具在几天内成功安全有效地对水溶液进行脱色。

然而,水中仍然残留着藻酸盐-蓝藻混合物。用外来的合成细菌取代一种外来污染物并不一定能解决更大的污染问题。为了解决这个问题,加州大学圣地亚哥分校的研究小组进一步设计了他们的蓝藻,使其对茶碱产生不良反应,茶碱是一种类似于咖啡因的分子,存在于许多茶和巧克力中。每当净化物质与分子接触时,细菌就会产生一种特定的蛋白质来分解和破坏自己的细胞,从而摆脱这种物质。

“这种活性材料可以作用于目标污染物,然后可以添加小分子来杀死 [蓝藻],”纳米工程教授兼研究联合负责人 Jon Pokorski 在公告中表示。“这样,我们就可以减轻人们对环境中残留转基因细菌的担忧。”

这种活体过滤器在净化项目中已经发挥了重要作用,研究团队希望最终能更进一步,将其设计成自毁状态,无需外部化学物质。

“我们的目标是制造能够对环境中存在的刺激做出反应的材料,”波科尔斯基解释道。

<<:  这款器官衰竭检测器比人的头发还细

>>:  你没有看到 UFO。它可能是这些东西之一。

推荐阅读

YAMATO2520:全面回顾由西崎义信和白户武执导的宇宙战舰大和号系列 OVA 版本

YAMATO2520 - 宇宙战舰大和号系列的新挑战概述《宇宙战舰大和号2520》是1995年以OV...

专家预测波多黎各还将发生数十次地震余震

理查德·阿斯特 (Richard Aster) 是科罗拉多州立大学地球物理学教授兼系主任。本文最初发...

夏天结束前要做的 10 个复古 DIY 项目

夏天快结束了,唉。如果你急于挤出一点时间休闲一下,那就看看这些从《大众科学》档案中精选出来的复古 D...

生物黑客能成功制作“真正的纯素奶酪”吗?

一群来自加利福尼亚州奥克兰的生物黑客相信他们可以制作“真正的纯素奶酪”。他们的目标是,制作一种完全不...

档案资料:20 世纪 20 年代发明的这个会说话的小玩意儿可以测量水位

为了纪念 150 周年,我们重新回顾了科普故事(成功和失败),这些故事有助于定义科学进步、理解和创新...

《母亲的脸》:这首歌令人感动,广受好评

《妈妈的脸》——大家的歌的代表作回顾《母亲的脸》是 1968 年 12 月在 NHK 教育电视台(现...

《Radiant》第二季的魅力与演变:全面分析与评论

《光芒四射》第二季的魅力与评价《Radiant》是改编自Tony Valente创作的法国漫画的电视...

《女房东的青春期到了!》的魅力与评价:写实的青春与幽默

“房东正值青春期!” ——短篇动画的魅力和世界观“房东正值青春期!” 《青春记》是一部短篇动画,于 ...

来看看专为从悬崖上后空翻而打造的山地自行车

回想一下童年时代,在骑车冲上陡峭的山坡之前,你感到的紧张甚至害怕。即使将那种感觉提高到 11,000...

“没有时间这种东西”

反对大爆炸理论的“反叛者”大多试图理解时间的概念。他们既是哲学家,也是宇宙学家,对大爆炸理论不满意,...

这台私人着陆器可能是本世纪第一台登陆月球的美国机器

美国宇航局计划在 2025 年通过阿尔忒弥斯三号任务让人类重返月球。在此之前,美国宇航局将于 202...

在绿色农场:深入领略《大家之歌》的魅力

《在青青的牧场》——怀旧NHK动画歌曲的魅力《在绿色农场》于1969年8月在NHK教育电视台(现NH...

从海藻意大利面到大麻饼干

海藻的口味需要后天培养。然而,海藻营养丰富,生产成本低廉,可以取代世界各地菜单上的高碳食品。考虑到这...

2020 年 100 项最伟大的创新

自 1988 年以来,每年PopSci 的员工都会挤进会议室,讨论今年最重要的创新。当我们权衡炫目的...