随着污染问题持续泛滥全球，净化水资源是一项 与以往一样重要的任务 。 考虑到这一点 ，加州大学圣迭戈分校的研究人员刚刚创造了最新的颠覆性工具，以协助未来的清洁项目：一种 3D 打印的“工程活体材料”，由海藻聚合物和基因改造的细菌组成，可以分解水中的有机污染物。
正如一篇发表在 Nature Communications 上的新论文中所述，这项非凡的创造来自于加州大学圣迭戈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 ，该团队首先将一种名为藻酸盐的海藻衍生聚合物水合。与此同时，研究人员对一种水生、光合作用的细菌——蓝细菌进行了基因工程改造，使其能够产生漆酶，这是一种能够中和抗生素、染料、药物和 BPA 等有机污染物的酶。然后将这些成分混合并通过 3D 打印机打印出一种网状结构，其表面积与体积比使得细菌能够最佳地接触光、气体和营养物质。
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“这次合作使我们能够将我们在蓝细菌遗传学和生理学方面的知识应用于创造一种活体材料，”生物科学学院的教员 Susan Golden 在声明中说 。“现在我们可以有创意地思考在蓝细菌中工程化新的功能，以制造更有用的产品。”
为了测试他们的创造物，工程师们将他们的净化器用于被靛蓝胭脂红（一种常用于牛仔布生产的蓝色染料）污染的水。该团队的网状活体工具在几天内成功且有效地使水溶液脱色。
然而，这仍然会在水中留下藻酸盐-蓝细菌混合物。用外源合成细菌取代一种外源污染物，并不一定能解决污染的更大问题。为了解决这个问题，加州大学圣迭戈分校的团队进一步改造了他们的蓝细菌版本，使其对茶碱（一种与咖啡因相似的分子，存在于许多茶和巧克力中）产生不利反应。每当这种净化物质接触到该分子时，细菌就会产生一种特定的蛋白质来分解和破坏自身的细胞，从而去除该物质。
“活体材料可以作用于目标污染物，然后可以添加一种小分子来杀死 [蓝细菌]，" 纳米工程学教授、研究联合负责人 Jon Pokorski 在声明中说 。“这样，我们可以缓解对环境中存在基因改造细菌的任何担忧。”
尽管这种活体滤膜在净化项目中的作用已经很大，但该团队希望最终能将其物质推进一步，设计成无需额外的外部化学品就能自我毁灭。
“我们的目标是制造能够对环境中已有的刺激做出反应的材料，”Pokorski 解释说。
