Инженеры разработали экологически чистое решение для очистки воды от загрязняющих веществ. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали биополимерный материал с генетически модифицированными бактериями, которые перерабатывают загрязнители на безопасные компоненты. Бактерии самоуничтожаются в присутствии теофиллина, молекулы в составе чая и шоколада.
В качестве основы материала инженеры использовали альгинат, природный полимер, полученный из морских водорослей. Исследователи гидратировали его до образования геля и смешивали с цианобактериями — фотосинтезирующим видом, обитающим в водных средах.
Готовую «смесь» использовали для печати на 3D-принтере. Протестировав различные геометрические формы, исследователи определели, что для поддержания жизни бактерий подходит решетчатая структура. У нее высокое соотношение площади поверхности к объему. Поэтому большинство цианобактерий располагается вблизи поверхности и получает доступ к питательным веществам, газам и свету.
Для демонстрации принципа работы очищающей системы исследователи генетически модифицировали цианобактерии, чтобы они постоянно производили обеззараживающий фермент лакказу. Это вещество нейтрализует различные органические загрязнители, включая бисфенол А (BPA), используемый при производстве пластмасс, красители, антибиотики и другие фармацевтические препараты.
В серии экспериментов исследователи поместили материал в раствор с индигокармином. Это синий краситель, который используется в текстильной промышленности для окраски джинсовой ткани. В ходе испытаний «фильтр» обесцвечивал водный раствор, содержащий краситель.
Исследователи также разработали способ уничтожения цианобактерий после удаления загрязняющих веществ. Они генетически модифицировали бактерии так, чтобы они реагировали на молекулу теофиллина. Она заставляет бактерии производить белок, который разрушает клетки. Нейтрализуя активность фильтра.
Читать далее:
Выяснилось, какие орехи снижают холестерин и сколько их надо есть в день
Посадочный модуль миссии «Чандраян-3» совершил прыжок на Луне и уснул
Физики наблюдали впервые квантовое состояние, предсказанное 50 лет назад: почему это важно