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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