search
top

3D-печатные кораллы способны существенно улучшить биоэнергетику


Исследователи из Кембриджского университета и Калифорнийского университета в Сан-Диего имеют 3D-печатные структуры, вдохновленные кораллами, которые способны выращивать плотные популяции микроскопических водорослей. Их результаты, опубликованные в журнале Nature Communications, открывают двери для новых био-вдохновленных материалов и их приложений для сохранения кораллов.

Это изображение сканирующего электронного микроскопа колоний микроводорослей в гибридных живых биополимерах. В океане кораллы и водоросли имеют сложные симбиотические отношения. Коралл является хозяином для водорослей, в то время как водоросли производят сахар для коралла посредством фотосинтеза. Эти отношения несут ответственность за одну из самых разнообразных и продуктивных экосистем на Земле, коралловый риф.

«Кораллы очень эффективны при сборе и использовании света», — сказал первый автор, доктор Дэниел Вангпразер, сотрудник Marie Curie из Кембриджского химического факультета. «В нашей лаборатории мы ищем методы для копирования и имитации этих стратегий для коммерческих приложений». Wangpraseurt и его коллеги 3D напечатали коралловые структуры и использовали их в качестве инкубаторов для роста водорослей. Они проверили различные типы микроводорослей и обнаружили, что скорости роста были в 100 раз выше, чем в стандартных жидких питательных средах. Чтобы создать сложные структуры природных кораллов, исследователи использовали метод быстрой трехмерной биопечати, первоначально разработанный для биопечати искусственных клеток печени. Для изготовления трехмерных печатных бионических кораллов использовались только биосовместимые материалы.

«Мы разработали искусственную коралловую ткань и скелет с комбинацией полимерных гелей и гидрогелей, легированных целлюлозными наноматериалами, чтобы имитировать оптические свойства живых кораллов», — сказала д-р Сильвия Виньолини, которая возглавляла исследование. «Целлюлоза — это богатый биополимер; он отлично рассеивает свет, и мы использовали его для оптимизации доставки света в фотосинтетические водоросли». Команда использовала оптический аналог ультразвука, называемый оптической когерентной томографией, чтобы сканировать живые кораллы и использовать модели для своих 3D-печатных проектов.

Изготовленный на заказ трехмерный биопринтер использует свет для печати коралловых микромасштабных структур за считанные секунды. Печатный коралл копирует природные коралловые структуры и светоотдающие свойства, создавая искусственную среду-хозяина для живых микроводорослей. «Копируя основной микробитат, мы также можем использовать наши 3D биопечатные кораллы в качестве модельной системы для симбиоза кораллов и водорослей, который срочно необходим для понимания нарушения симбиоза во время уменьшения кораллового рифа», — сказал Вангпразер. «Существует множество различных применений нашей новой технологии. Недавно мы создали компанию под названием Mantaz, которая использует вдохновленные кораллами подходы к сбору света для выращивания водорослей при производстве биопродуктов в развивающихся странах. Мы надеемся, что наша методика будет масштабируемой, чтобы она могла оказать реальное влияние на биосектор водорослей и в конечном итоге сократить выбросы парниковых газов, которые ответственны за гибель коралловых рифов ».



-->

Гендиректору конструкторского бюро «Южное» платят больше 5 миллионов в год

Таких, как она, больше нет — крымская Жемчужина, татарка с душой украинки: Джамале — десять!

Теплодар: коррупция среди сотрудников мэрии зашкаливает

Афериста Руслана Сольвара «розвела» на мільйон його довірена особа

Руслан Осмоловский любил контрабанду больше свободы

Судья Неля Ластовка ушла на покой

top