Connect with us

Gezondheid

Onderzoekers maken levend materiaal op basis van algen

Published

on

nieuws online

Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de TU Delft heeft 3D-printing gebruikt om van algen een nieuw, levend en milieuvriendelijk materiaal te maken met veel mogelijke toepassingen.

Levende materialen, die gemaakt worden door biologische cellen onder te brengen in een niet-levende matrix, zijn de afgelopen jaren steeds populairder geworden. Wetenschappers zien in dat de meest robuuste materialen vaak materialen zijn die de natuur nabootsen.

Voor het eerst is nu een nieuwe bioprinting-techniek gebruikt om een levend, fotosynthetisch materiaal te maken dat stevig en veerkrachtig is. Het materiaal kan op verschillende manieren worden gebruikt. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Functional Materials.

“Het printen van levende cellen is een aantrekkelijke technologie voor de vervaardiging van levende materialen”, zegt Marie-Eve Aubin-Tam, associate professor in Delft. “Ons fotosynthetische, levende materiaal heeft als voordeel dat het mechanisch robuust genoeg is voor praktische toepassingen.”

De bacteriële cellulose is als het papier in een printer, terwijl de levende microalgen fungeren als de inkt. Het onderzoeksteam gebruikte een 3D-printer om levende algen op de bacteriële cellulose aan te brengen.

De combinatie van levende (microalgen) en niet-levende (bacteriële cellulose) componenten resulteerde in een materiaal dat de fotosynthetische kwaliteit van de algen en de robuustheid van de bacteriële cellulose combineert; het materiaal is sterk en duurzaam, en tegelijkertijd milieuvriendelijk, biologisch afbreekbaar, en eenvoudig op schaal te produceren. Door de plantachtige aard van het materiaal kan het zichzelf door middel van fotosynthese wekenlang ‘voeden’, en kan het bovendien worden geregenereerd: een klein monster van het materiaal kan ter plaatse worden opgekweekt tot meer.

Kunstmatige bladeren en responsieve materialen

Door zijn bijzondere eigenschappen is het materiaal een ideale kandidaat voor een verscheidenheid aan toepassingen, waaronder kunstmatige bladeren of materialen die kunnen reageren op prikkels van buitenaf.

Kunstmatige bladeren zijn materialen die echte bladeren nabootsen. Ze gebruiken zonlicht om water en koolstofdioxide – een belangrijke aanjager van de klimaatverandering – om te zetten in zuurstof en energie, net zoals bladeren dat doen tijdens de fotosynthese. De bladeren slaan energie op in de vorm van suikers, die vervolgens kunnen worden omgezet in brandstoffen. Kunstmatige bladeren zijn een manier om duurzame energie te produceren op plaatsen waar planten niet goed groeien, waaronder toekomstige ruimtekolonies. In tegenstelling tot de meeste bestaande kunstmatige bladeren, die worden geproduceerd met behulp van giftige chemische methoden, is het materiaal van Aubin-Tam en haar collega’s op een duurzame manier tot stand gekomen.

“Onze levende materialen zijn veelbelovend omdat ze enkele dagen kunnen overleven zonder water of voedingsstoffen. Bovendien kan het materiaal zelf worden gebruikt als kiem om nieuw materiaal mee te kweken. Dat maakt toepassingen in afgelegen gebieden mogelijk. Zelfs in de ruimte, waar het materiaal ter plaatse kan worden opgekweekt,” zegt Aubin-Tam.

Een andere toepassing van het materiaal is als een fotosynthetische huid voor huidtransplantaties, zegt Anne S. Meyer, een onderzoeker van de Universiteit van Rochester die ook bij het project betrokken was. “De opgewekte zuurstof zou het herstel van de beschadigde plek op gang kunnen helpen.” De levende cellen in de materialen kunnen bovendien signalen in de omgeving opvangen en erop reageren, wat uiteindelijk kan leiden tot een nieuwe categorie fotosynthetische en responsieve levende materialen. “Wat als onze alledaagse producten zouden leven: zouden kunnen voelen, groeien, zich aanpassen en uiteindelijk sterven? Dit unieke samenwerkingsproject laat zien dat deze vraag verder gaat dan het domein van speculatief design. We hopen dat ons artikel een dialoog op gang brengt tussen de ontwerp- en de wetenschapsgemeenschap, en nieuwe richtingen voor onderzoek naar toekomstige fotosynthetische levende materialen inspireert,” zegt onderzoeker Elvin Karana uit Delft.

nieuws online
Continue Reading
Advertisement
Advertisement

Zoeken

Advertorial plaatsen?

Categorieën

Trending Nieuws Online