加州大学圣地亚哥分校的科学家们开发了一种3d打印材料，可以提供一种可持续和环保的方式来清洁水中的污染物。这种新的&#quot;工程生物材料”由天然聚合物和基因工程细菌制成，可以去除染料污染物靛蓝胭脂。靛蓝胭脂是一种广泛用于纺织品染色的染料。

工程生物材料，可以感知和响应环境中已经存在的刺激，涉及到一个工程微生物集成到软材料。这些微生物负责执行复杂的功能，这里的水净化，与柔软的材料为生物生长提供支持系统。

据《自然通讯》[Datta等人]报道。Commun Nat。(2023) DOI: 10.1038/s41467-023-40265-2]，工程师，材料科学家和生物学家的合作团队使用海藻酸盐(一种基于海藻的聚合物)，然后将其水化制成凝胶，并将其与基因工程细菌结合，产生一种酶，一种水生光合细菌，称为蓝藻菌。这可以将许多有机污染物转化为良性分子，而且它还可以在一种叫做茶碱的分子存在的情况下自我毁灭。

将这种混合物送入3D打印机，制造出一种蓝藻生物复合材料，这种材料能够在外部化学刺激下产生多种功能输出。在评估了一系列3d打印的几何形状后，发现网格状结构最适合保持细菌存活。这种形状也提供了一个高表面积体积比，允许大多数蓝藻接近材料的表面获得营养物质，气体和光。

作为概念的证明，材料中的蓝藻经过基因工程改造，可以不断产生一种叫做漆酶的去污酶。漆酶可以中和许多有机污染物，如双酚A (BPA)、抗生素、药物和染料。因此，在添加小分子杀死细菌之前，这种活性物质可以作用于感兴趣的污染物，从而减轻了对环境中残留的转基因细菌的任何担忧。

这项研究帮助开发了支持蓝藻生长的支架材料。蓝藻只需要二氧化碳、水和光就能生长，而且很容易通过基因编程来改变已知的生物或生物合成途径。联合负责人乔恩·波科尔斯基在接受《今日材料》采访时表示:&#quot;通过将它们嵌入材料中，可以使它们易于处理和部署，并且在使用完成后易于处理。”研究小组现在希望研究改造细菌以适应更广泛的污染物。

作者：劳里·唐纳森

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