新材料：活性材料はカウボーイ生地の汚水を浄化する技術(shù)

?

米カリフォルニア大學(xué)サンディエゴ校の研究者は、水中の汚染物質(zhì)を除去するための持続可能で環(huán)境に配慮したソリューションを提供する3 Dプリントの新しいバイオエンジニアリング材料を開(kāi)発した。関連論文は最新號(hào)「ネイチャー?コミュニケーション」誌に発表された。

この汚れ除去材料は海藻を基礎(chǔ)とするポリマーと細(xì)菌を組み合わせたもので、これらの細(xì)菌は遺伝子工學(xué)的に改造され、様々な有機(jī)汚染物を良性分子に変換する酵素を生成することができる。これらの細(xì)菌はまた、テオフィリン分子の存在下で「自滅」することができ、テオフィリンは通常お茶とチョコレートの中に存在し、これは「任務(wù)を完了した」後に細(xì)菌を除去する方法を提供する。

研究共同責(zé)任者でカリフォルニア大學(xué)サンディエゴ校ナノエンジニアリング教授のジョーン?ポコルスキー氏によると、研究の革新的な點(diǎn)は、ポリマー材料と生物系を組み合わせて活性材料を作り出し、この材料が機(jī)能し、刺激に反応するが、一般的な合成材料ではそれができないことだという。

研究者はアルギン酸塩を使用し、それを水和してゲルを作り、それから藍(lán)藻という水生光合成細(xì)菌と混合した。研究者は3 Dプリンタを用いて混合物を印刷した。材料の様々な3 Dプリント幾何形狀をテストした後、研究者は格子狀構(gòu)造が細(xì)菌の生存を維持するための最適な構(gòu)造であることを発見(jiàn)した。選択された形狀は、より高い表面積対體積比を有し、これにより、ほとんどの藍(lán)藻が材料表面に近接して栄養(yǎng)、空気及び光を得ることができる。

遺伝子工學(xué)的に改造された藍(lán)藻はエナーゼと呼ばれる除染酵素を絶えず産生している。研究によると、ラッカーゼはビスフェノールA、抗生物質(zhì)、染料からの多種の有機(jī)汚染物を中和するために使用できることが明らかになった。

研究者は、新材料はインディゴ染料の浄化に使用でき、この染料は紡績(jī)業(yè)界でカウボーイ生地の染色過(guò)程に広く使用されていることを証明した。試験では、新しい材料は染料を含む水溶液を脫色することができる。

研究者はまた、汚染物を除去した後に藍(lán)藻を除去する方法を開(kāi)発した。彼らは細(xì)菌に遺伝子改造を行い、テオフィリン分子に反応させた。この分子は細(xì)菌が細(xì)胞を破壊するためのタンパク質(zhì)を産生するように觸発し、「自壊裝置」のようになった。この方法は、トランスジェニック細(xì)菌が環(huán)境に長(zhǎng)期的に存在することへの懸念を減らすことができる。