3D打印技術首次讓藻類“變身”柔韌光合材料

科技日報北京5月5日電 （記者劉霞）據美國《每日科學》網站4日報道，一個國際研究小組首次使用3D打印機和一種新穎的生物打印技術，將藻類打印成具有韌性和彈性的光合材料，這種材料有望廣泛應用於能源、醫療和時尚領域。相關研究發表於《高級功能材料》雜誌。

近年來，科學家認識到，最堅固的材料往往是那些模仿自然物質的材料，因此，將生物細胞置於非生物基質中製成的生物材料越來越受歡迎。在本研究中，由荷蘭代爾夫特大學研究人員主導的國際團隊，用沒有生命的細菌纖維素（由細菌製造並排泄出的有機化合物，擁有許多獨特的力學性能，比如柔韌性、強度和保持形狀的能力）充當打印紙，用活微藻充當墨水，通過3D打印將活藻沉積在細菌纖維素上。

研究人員解釋説，生物（微藻）和非生物（細菌纖維素）成分結合，產生了一種獨特的材料，這種材料擁有藻類的光合特性以及細菌纖維素的柔韌性，也就是説，其既堅韌又有彈性，同時還環保、可生物降解，生產簡單且可擴展。此外，這種材料擁有植物特性，意味着它可以利用光合作用在數週時間裏“養活”自己，還可以再生，這些獨特的屬性使其可用於製造人造樹葉、光合皮膚或光合生物服裝等。

人造樹葉是模仿真實樹葉的材料，能利用陽光將水和二氧化碳轉化為氧氣和能量，可以在不利於植物生長的環境，包括外層空間製造可持續能源。目前的大多數人造樹葉用有毒化學方法生產，而新方法制造的人造樹葉則由環保材料製成。這種材料還可以製造用於皮膚移植的光合皮膚，產生的氧氣將有助於傷口修復。

研究人員表示，除用於可持續能源和醫療領域，這些材料也有望改變時尚行業。首先，由藻類製成的生物服裝是可持續生產、可完全生物降解的高質量織物，將解決紡織業目前面臨的環保問題；此外，它們還能通過光合作用去除二氧化碳淨化空氣；最後，它們不需要像傳統服裝那樣經常清洗，能大大減少水的使用。