3D štampani bionički korali, koji podržavaju rast mikroalgi
3D štampani korali bi mogli poboljšati bioenergiju i pomoći koralnim grebenima.
Korali su se razvili kao optimizovani sistemi umnožavanja fotona, podstičući prostorno iskoristivi rast algi i izvanrednu kvantnu efikasnost fotosinteze.
Naučnici sa Univerziteta Kembridža traže načine da kopiraju i oponašaju ove strategije prirode za komercijalnu upotrebu.
Kako bi to ostvarili, naučnici su razvili 3D štampanu građu, inspirisanu koralom, na kojoj može da raste gusta populacija mikroskopskih algi, otvarajući put ka novim bio-inspirisanim materijalima i njihovim primjenama u očuvanju korala.
Kolonije mikroalgi pod elektronskim mikroskopom
Naučnici su odštampali koralnu građu pomoću brze tehnike 3D bioštampe. Oni su, potom, upotrijebili tu građu kao inkubatore za rast algi. Isprobali su različite vrste mikroalgi, i otkrili su da je stopa rasta sto puta veća nego kod običnih tečnih sredina za rast.
Ova tehnika može da napravi detaljne strukture, koje oponašaju složene građe i uloge živih tkiva. Čak štaviše, može da štampa strukture mikrometarske detaljnosti za samo nekoliko minuta.
Viši koautor, profesor Šaočen Čen, sa Univerziteta San Dijego u Kaliforniji, ističe: “Ovo je jako bitno za reprodukovanje struktura sa živim ćelijama. Većina ovih ćelija bi odumrla, ako bismo koristili tradicionalne metode izvlačenja ili raspršivanja, zato što su za njih potrebni sati. To bi bilo kao držanje ribe izvan vode; ćelije sa kojima radimo, neće preživjeti ako se zadrže predugo van svoje uzgojne sredine. Naš proces ima visokopropusnu moć, i omogućava zaista velike brzine štampanja, tako da je primjenjiv na: ljudske, životinjske, pa čak i ćelije algi u ovom slučaju”.
Viši koautor, Dr. Silvija Vignolini, takođe sa Kembridžskog odjeljena za hemiju, kaže: “Razvili smo vještačko koralno tkivo i skelet, uparivanjem polimerskih gelova i hidrogelova, sa dodatim celuloznim nanomaterijalima, kako bi oponašali optička svojstva živih korala. Celuloza je rasprostranjeni biopolimer; odličan je za rasipanje svjetlosti, i koristili smo ga da bi optimizovali dostavljanje svjetlosti fotosintetskim algama”.
Tim je koristio optičku zamjenu za ultrazvuk, poznatu kao optička koherentna tomografija, da skenira žive korale, i upotrijebi modele za svoje 3D štampane dizajne. Posebno napravljeni 3D bioštampač, pomoću svjetlosti štampa koralne mikrostrukture u sekundama. Odštampani koral zadržava prirodnu koralnu strukturu i svjetlosne osobine, stvarajući tako vještačko matično mikrookruženje za žive mikroalge.
Vodeći autor, Dr. Danijel Vangprejzert, stipendista Marije Kiri sa Kembridžskog odsjeka za hemiju, kaže: “Imitirajući domaće mikrostanište, takođe možemo iskoristiti svoje 3D bioštampane korale kao modelni sistem za simbiozu korala i algi, što je hitno potrebno da bi razumjeli urušavanje simbioze tokom propadanja koralnog grebena”.
“Ima puno različitih primjena za našu novu tehnologiju. Nedavno smo registrovali kompaniju mantaz, koja pomoću pristupa za iskorišćavanje svjetlosti, inspirisanim koralima, gaji alge za bioproizvode u zemljama u razvoju. Nadamo se da će naša tehnika biti skalabilna, kako bi izvršila pravi uticaj na biosektor algi, i na kraju smanjila emisiju gasova staklene bašte, koji su odgovorni za odumiranje koralnog grebena”.
Naučni rad možete pročitati ovdje.
Izvor: techexplorist.com
