用細(xì)菌3D打印制造濾菌膜

朱崇愷

世界上超過1/10的人缺乏基本的飲用水，到2025年，世界上一半的人口將生活在缺水的地區(qū)，這就是為什么獲得潔凈水是美國國家工程院的重大挑戰(zhàn)之一。美國圣路易斯華盛頓大學(xué)的工程師們?yōu)榇嗽O(shè)計(jì)了一種新型的凈化膜，凈化水質(zhì)的同時(shí)還可以防止生物污染或細(xì)菌和其他有害微生物的積聚。重點(diǎn)是，他們是用細(xì)菌來制造這種過濾膜的！

生物污染占所有膜污染的近一半，將其完全根除是極具挑戰(zhàn)性的。機(jī)械工程與材料科學(xué)教授斯里坎特·辛加曼尼（Srikanth Singamaneni）和能源環(huán)境與化學(xué)工程教授君申榮（Young-Shin Jun）及其團(tuán)隊(duì)將他們的專業(yè)知識(shí)融合在一起，開發(fā)出使用氧化石墨烯和細(xì)菌納米纖維素的超濾膜來應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。如果他們的技術(shù)規(guī)模擴(kuò)大，那么許多發(fā)展中國家清潔水資源稀缺的情況可能會(huì)得到改善。

?生物過濾膜

超濾膜的制造始于培養(yǎng)漢森酸葡萄球菌，它會(huì)在水中生長并形成纖維素納米纖維。研究小組在細(xì)菌納米纖維素生長過程中加入氧化石墨烯薄片，使其更穩(wěn)定耐用。最后使用堿溶液處理膜以殺死葡萄糖醋酸桿菌。這種生產(chǎn)過程就好比使用細(xì)菌進(jìn)行3D打印，所得的膜有著精細(xì)的細(xì)微結(jié)構(gòu)，能很好地過濾水中的細(xì)菌。