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弱小的细菌也可以很强大,它的“排泄物”甚至可以做成防弹衣

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南加州大学的研究人员正在利用活细菌来制造坚固、耐受和有弹性的工程材料。这项研究发表在《高级材料》(Advanced Materials)上。

这项研究中使用的细菌是巴氏杆菌,以分泌一种叫做脲酶的酶而闻名。当脲酶暴露于尿素和钙离子时,它会产生碳酸钙,这是一种在骨骼或牙齿中发现的基本而强的矿物质化合物。

研究人员表示,“研究的关键创是引导细菌生长碳酸钙矿物,以获得类似于天然矿化复合材料的有序微结构。”

该小组称,这种新的生物材料结合了活细菌和合成材料,显示出优于目前使用的任何天然或合成材料的机械性能。这在很大程度上是由于这种材料的球粒结构,其特征是多层矿物以不同的角度排列,形成一种“扭曲”或螺旋形状。

这种结构很难创造。因此研究人员“提议用细菌来代替。”

为了建造这种材料,研究人员三维打印了一个网格结构,这种结构内部有空的正方形,格子层以不同的角度铺设。

然后细菌被引入这个结构。细菌喜欢附着在表面,会分泌脲酶,这种酶会引发碳酸钙晶体的形成。这些从表面向上生长,最终填充在网格结构中的小正方形或空隙中。

研究人员称,该研究的“直接影响是用于基础设施,如航空航天面板和车辆框架。”

此外,也为防弹衣或车辆装甲等防御应用提供了选择。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文链接:

http://dx.doi.org/10.1002/adma.202006946


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