研究人员利用3D打印机和一种新型生物打印技术对藻类进行加工，制成坚韧、有弹性的活体材料。
这是首次研制出的光合材料在物理强度上足以用于实际应用。
该材料可生物降解，并专注于可持续的能源生产。
除纺织行业的应用外，这种新型打印藻类还可用于医学，帮助伤口更快愈合。
研究人员首次利用3D打印机和一种新型生物打印技术，将藻类打印成坚韧、有弹性的活体光合材料。
正如研究人员在期刊《Advanced Functional Materials》上所报告的，该材料在能源、医疗和时尚领域具有多种应用。
活体材料是将生物细胞置于非生命基质内制成的。近年来，随着科学家认识到最坚固的材料往往是模仿自然的材料，活体材料越来越受欢迎。
“三维打印已被证明是制造活体材料的有效技术，这类材料具有诸多环境及其他方面的益处，”罗切斯特大学生物学副教授安妮·S·迈耶（Anne S. Meyer）说。
“我们的光合活体材料是该领域的一大进步，因为它是首个在物理强度上足以用于实际应用的工程化光合材料范例，”迈耶说。
这项开发生物基材料的工作，是迈耶实验室主导的一系列研究工作的最新成果。迈耶及其研究团队曾利用细菌开发出人工珍珠层珍珠层和石墨烯等具有重要工业价值的材料。
材料可自行“进食”数周
为制造这种光合材料，研究人员以一种非生命的细菌纤维素为起点。细菌纤维素是一种细菌产生并分泌的有机化合物。细菌纤维素具有许多重要的力学性能，包括柔韧性、韧性、强度，以及即使被扭曲、挤压或以其他方式发生物理变形也能保持形状的能力。
细菌纤维素就像打印机中的纸张，而活体微藻则充当墨水。迈耶及其同事使用3D打印机将活体藻类沉积到细菌纤维素上。
活体（微藻）与非生命（细菌纤维素）成分相结合，形成了一种独特的材料，既具备藻类的光合特性，又具有细菌纤维素的坚固性。该材料坚韧、有弹性，同时环保、可生物降解，且生产工艺简单、易于规模化。
这种材料具有类植物的特性，可以通过光合作用在数周时间内为自身“供能”，并且还能够再生——少量样本即可在现场培养，用于制造更多材料。
引领潮流的藻类
该材料的特性使其成为多种应用的理想选择，包括人造叶片、光合皮肤或光合生物服装等新产品。
人造叶片是一种模仿真实叶片的材料，它利用阳光将水和二氧化碳（气候变化的主要驱动因素之一）转化为氧气和能量，与光合作用中的叶片十分相似。叶片以糖的化学形式储存能量，这些糖随后可被转化为燃料。
因此，人造叶片为在植物生长不良的地方生产可持续能源提供了一种途径，其中可能包括外太空殖民地。研究人员制造的人造叶片还采用了环保材料，而目前大多数生产中的人造叶片技术则使用有毒化学方法制造。植物生长不良的地方，可能包括外太空殖民地。研究人员制造的人造叶片还采用了环保材料，而目前大多数生产中的人造叶片技术则使用有毒化学方法制造。
“就人造叶片而言，我们的材料相当于汲取了植物的“精华部分”——即叶片——它能够产生可持续能源，而无需消耗资源去培育那些需要资源却不产生能源的植物部分——即茎和根，”迈耶说。“我们正在研制的材料只专注于可持续的能源生产。”
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该中心通过促进合作与实验，帮助合作伙伴将研究成果转化为实际应用，以应对全球共同面临的挑战。
迈耶表示，该材料的另一应用是光合皮肤，可用于皮肤移植。“产生的氧气将有助于启动受损区域的愈合，或者它可能能够进行光激活伤口愈合。”
除了提供可持续能源和医疗手段外，这些材料还可能改变时尚行业。由藻类制成的生物服装将有助于减轻当前纺织行业的一些负面环境影响，因为它们将是以可持续方式生产、完全可生物降解的高品质面料。它们还能通过光合作用吸收二氧化碳，净化空气，并且与传统服装相比无需频繁清洗，从而减少用水量。纺织行业。
“我们的活体材料令人振奋，因为它们能够在数周时间内自我维持，并可在现场繁殖，因此有望真正实现长久耐用，并能像酸面团发酵种一样轻松地在全球范围内分享，”迈耶说。
其他共同作者来自荷兰代尔夫特理工大学。
