پژوهشگران با کمک پرینتر سه‌بعدی یک فیلتر زنده با قدرت تصفیه آب تولید کردند!

محققان دانشگاه کالیفرنیا توانسته‌اند با ترکیب باکتری‌های اصلاح شده و جلبک‌های دریایی، نوعی فیلتر زنده سبز رنگ تولید کنند که قابلیت از بین بردن مواد آلاینده موجود در آب را دارد. در نهایت می‌توان به این فیلتر که با کمک پرینتر سه‌بعدی ساخته شده، نوعی ماده شیمیایی اضافه کرد و باکتری‌های اصلاح ژنتیک شده را هم از بین برد.

تا به امروز فناوری‌ها و روش‌های مختلفی برای پاک‌سازی آب از آلاینده‌های مختلف به کار گرفته شده است. این روش‌ها شامل فیلتراسیون، نانو مواد و تصفیه آب به صورت شیمیایی هستند که هر کدام کاربردها، مزایای و معایب خود را به همراه دارند.

به گزارش Yahoo، حالا محققان دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو دست به کار شده و توانسته‌اند با کمک ساختار چاپ سه‌بعدی یک وافل سبز و عجیب ایجاد کننده که شاید نسل جدید روش‌های پاک‌سازی آلاینده‌ها از آب محسوب می‌شود.

محققان این سازه را به عنوان یک ماده زنده مهندسی شده توصیف می‌کنند. این وافل سبز رنگ با استفاده از پرینترهای سه‌بعدی تولید شده و به عنوان ماده اصلی از ترکیبی از جلبک‌های دریایی همراه با باکتری‌های دست‌کاری شده ژنتیکی استفاده می‌کند.

این باکتری‌ها به گونه‌ای مهندسی شده‌اند که با تولید آنزیم‌های مختلف مواد آلاینده آلی موجود در آب را به مولکول‌های ایمن و بی‌ضرر برای انسان تبدیل کنند.

باکتری‌های فوق‌الذکر همچنین در حضور مولکولی به نام تئوفیلین که اغلب در چای و شکلات یافت می‌شود، تخریب می‌شوند. به عبارت دیگر، با استفاده از این ماده می‌توان پس از پایان کار، باکتری‌های مورد استفاده را به راحتی از بین برد.

جان پوکورسکی (Jon Pokorski)، پروفسور مهندسی نانو در دانشگاه کالیفرنیا و مسئول این تحقیقات، در توضیح این دستاورد خود اعلام کرد:

آنچه در این پروژه نوآورانه محسوب می‌شود، ترکیب یک ماده پلیمری با یک سیستم بیولوژیکی برای ایجاد یک ماده زنده است که می‌تواند به محرک‌ها و شیوه‌هایی منظم عمل کند؛ چیزی که مواد مصنوعی از پس آن بر نمی‌آیند.

ایجاد یک فیلتر زنده برای تصفیه آب

برای ایجاد ماده زنده در این مطالعه، محققان از آلژینات استفاده کردند که نوعی پلیمر طبیعی مشتق شده از جلبک دریایی به شمار می‌آید.

در مرحله اول این ماده هیدراته می‌شود تا یک ژل قابل ترکیب با سیانوباکتری‌ها (نوعی باکتری فتوسنتزی که در آب ساکن است) به دست آید. این مخلوط سپس به یک چاپگر سه‌بعدی خاص وارد می‌شود.

پس از آزمایش و بررسی شکل‌های هندسی مختلف با استفاده از این پرینتر سه‌بعدی، محققان دریافتند که ساختارهای شبکه مانند می‌توانند بهینه‌ترین گزینه برای زنده نگه داشتن باکتری‌ها باشند.

شکل انتخاب شده دارای نسبت سطح به حجم بالایی است که بیشتر سیانوباکتری‌ها را در نزدیکی سطح ماده قرار می‌دهد تا به مواد مغذی، گازها و نور دسترسی داشته باشند. افزایش سطح نیز باعث می‌شود که این فیلتر در فرایند ضدعفونی کردن مؤثرتر باشد.

در این مطالعات، محققان نشان دادند که فیلتر زنده ساخته شده با کمک چاپگر سه‌بعدی آن‌ها می‌تواند برای ضد عفونی کردن آلاینده‌های مبتنی بر رنگ از جمله indigo carmine که نوعی رنگ آبی در صنعت نساجی بوده و برای رنگ‌آمیزی لباس‌های جین مورد استفاده قرار می‌گیرد، کاربردی باشد.

جان پوکورسکی همچنین اظهار داشت:

این ماده زنده می‌تواند بر روی طیف گسترده‌ای از آلاینده‌ها اثرگذار باشد، سپس یک مولکول کوچک را می‌توانیم برای کشتن باکتری‌ها به نتیجه کار اضافه کنیم. به این ترتیب، ما می‌توانیم نگرانی‌ها موجود در رابطه با باکتری‌های اصلاح شده ژنتیکی را هم برطرف کنیم.