Inovaţie cu implicaţii extrem de mari: savanţii au programat bacterii pentru a realiza materiale de construcţii

Ideea pe care s-au bazat oamenii de ştiinţă este că natura este cel mai bun inginer. Astfel, o echipă de la Universitatea Duke a utilizat aceste abilităţi de construcţie pentru a crea materiale 3D.

În lucrarea publicată în jurnalul Nature Biotechnology, cercetătorii demonstrează că este posibil să programeze bacterii pentru a realiza un dispozitiv care funcţionează ca un senzor de presiune, scrie Futurism.

Crearea materialelor utilizând procese celulare sau bacteriene nu este ceva nou, dar modul în care specialiştii de la Duke au folosit această abilitate este nouă. Încercările precedente s-au limitat la structuri bidimensionale şi depindeau de controlul extern pentru a face ca bacteria să crească, în timp ce noul studiu arată că este posibil să laşi natura să-şi facă treaba.

„Natura este maestrul fabricării materialelor care conţin componente organice şi anorganice”, a precizat Lingchong You de la Universitatea Duke şi membru al echipei de cercetare. „Este totuşi extraordinar de dificil să programezi natura pentru a crea tipare şi structuri care se auto-organizează. Această lucrare demonstrează însă că principiul nu este imposibil”.

Echipa lui You a programat un circuit genetic în ADN-ul bacteriei. Acest lucru a dus la producerea unei proteine care îi permite să crească într-o colonie de forma unui dom, până când rămâne fără hrană. Bacteria elibera mici molecule care funcţionau ca mesageri. Odată ce colonia a atins punctul critic de creştere, a început să mai producă două proteine - una care a oprit creşterea, iar cealaltă care făcea ca bacteria să se închidă într-un material anorganic.

Astfel, cercetătorii au reuşit să folosească structura hibrid ca senzor de presiune. Nanoparticulele de aur au fost prinse de structură cu ajutorul proteinelor, creând un fel de coajă la suprafaţa materialului. Apoi au conectat leduri cu ajutorul firelor de cupru pe două structuri de dom identice, care au fost plasate în opoziţie una faţă de cealaltă, prinse între membrane separate. Atunci când se aplica o presiune, deformarea creştea conductivitatea modurilor, aprinzând ledul.

„Am demonstrat un mod de fabricare al unei structuri tridimensionale bazate în întregime pe principiul auto-organizării”, a precizat Stefan Zaucher, unul dintre cercetători.

Vă recomandăm să citiţi şi următoarele articole:

Un material minune va rezolva ieftin şi eficient problema lipsei apei potabile

Pânza de păianjen şi grafenul pot crea un material revoluţionar care poate deveni materialul viitorului. Experiment inedit

Cel mai uşor material creat vreodată este atât de uşor încât poate fi aşezat pe o floare de cireş

Un nou material bazat pe structura plantelor poate revoluţiona tehnologia. Este de 7,5 ori mai uşor ca aerul, dar poate susţine o greutate de 6.000 de ori mai mare decât masa lui