Благодаря 3D-печати ученые получили электричество из цианобактерий

16.11.2018

В БИОИНЖЕНЕРНОЙ ОТРАСЛИ ИЗВЕСТНА УДИВИТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ЦИАНОБАКТЕРИЙ ПРОИЗВОДИТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — ТЕМ НЕ МЕНЕЕ, ЭТИ МИКРОБЫ ПЛОХО ВЫЖИВАЮТ НА ИСКУССТВЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ, ПОЭТОМУ РАБОТА С НИМИ В ЛАБОРАТОРИИ ОГРАНИЧЕНА.

Именно поэтому исследователи из Технологического института Стивенса в США решили использовать грибы, которые в природе часто служат местом обитания множества бактерий. Они изготовили «бионический гриб», выложив цианобактерии с помощью 3D-печати на шляпку гриба, где сохраняется влажная питательная среда с нужной кислотностью и температурой. Такие условия позволяют системе поддерживать производство электричества продолжительное время. Ученые также добавили наноматериалы для сбора электричества и получили совершенно новую функциональную биосистему.

Для разработки бионической системы исследователи использовали 3D-принтер на механическом манипуляторе для подачи «электронных чернил» с нанолентами из графена — они образовали сеть для сбора электричества из клеток цианобактерий. Затем ученые выложили слой «биочернил» с цианобактериями в форме спиралей, пересекающихся с предыдущей сеткой. Освещая шляпку гриба, можно запустить в цианобактериях процесс фотосинтеза и производства электричества.

Разработка ученых позволила не только продлить жизнь системам цианобактерий в лабораторных условиях, но и сделать ряд открытий. В частности, исследователи отметили, что количество производимого электричества зависит от плотности и расположения цианобактерий — чем ближе друг к другу они расположены, тем больше электричества производится. Благодаря 3D-печати удалось разместить цианобактерии максимально плотно и повысить их активность в восемь раз по сравнению с высаживанием из пипетки.

По словам команды, разработка чрезвычайно важна для изучения возможностей биогибридных проектов нового поколения. Например, некоторые бактерии светятся, другие способны распознавать токсины или производить топливо. С помощью сочетания бактерий и наноматериалов можно изготовить уникальные биогибридные системы для применения в экологии, оборонной промышленности, медицине и других сферах.

Источник: 3dpulse