據(jù)英國(guó)《自然·通訊》雜志23日發(fā)表的一項(xiàng)概念驗(yàn)證研究，美國(guó)研究團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種用基因改造大腸桿菌制成的高級(jí)微生物墨水，可以用來打印具有功能性和可編程屬性的3D材料。該研究同時(shí)演示了這項(xiàng)技術(shù)的潛在應(yīng)用，比如隔離在環(huán)境中出現(xiàn)的有毒化學(xué)物質(zhì)雙酚A。

直接利用微生物制備無須添加其他聚合物或添加劑的打印墨水，為傳統(tǒng)物質(zhì)不可用情況下的材料制造開辟出全新的可能性。與此同時(shí)，這種技術(shù)還能用于開發(fā)可感知周圍環(huán)境并做出反應(yīng)的材料。工程師們認(rèn)為，只要擁有3D打印這種材料的能力，就有望實(shí)現(xiàn)材料的定制化并可針對(duì)特定用途進(jìn)行改造。

由活細(xì)胞構(gòu)成的微生物墨水，其實(shí)一直是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的候選介質(zhì)，但它們需要將目標(biāo)材料特性與細(xì)胞活性相結(jié)合，這是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。

此次，包括美國(guó)東北大學(xué)、弗吉尼亞理工學(xué)院暨州立大學(xué)、哈佛大學(xué)Wyss生物啟發(fā)工程研究所在內(nèi)的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，報(bào)告了用大腸桿菌制成的一種高級(jí)微生物墨水，這種大腸桿菌經(jīng)過基因工程改造，能產(chǎn)生納米纖維。這些納米纖維可以進(jìn)行濃縮并打印出3D結(jié)構(gòu)。

研究人員隨后將這種墨水與其他經(jīng)過基因工程改造、用來執(zhí)行特定任務(wù)的微生物相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)這種水凝膠可以由此獲得功能性。研究團(tuán)隊(duì)利用這種水凝膠制備了一種能在遇到化學(xué)刺激物時(shí)分泌抗癌藥天青蛋白的材料，還設(shè)計(jì)出了一種能隔離在環(huán)境中出現(xiàn)的有毒化學(xué)物質(zhì)雙酚A的材料。雙酚A一度在塑料瓶、塑料杯中廣泛應(yīng)用，但后期研究認(rèn)為其能導(dǎo)致內(nèi)分泌失調(diào)，威脅人體健康，從2011年3月2日起，歐盟已禁止生產(chǎn)含雙酚A的嬰兒奶瓶。因此，隔離環(huán)境中已存在的雙酚A將是一項(xiàng)實(shí)用的安全性技術(shù)。

研究人員認(rèn)為，他們的新研究或?qū)臻g結(jié)構(gòu)構(gòu)建具有啟示意義，但仍需開展進(jìn)一步研究探索其未來的定制化用途。

總編輯圈點(diǎn)

此墨水非彼墨水，不用來寫字作畫，而用來制造材料。當(dāng)墨水由活細(xì)胞構(gòu)成，它也就擁有了一定的智能。它可以感知周圍環(huán)境，無須太多干預(yù)，就能根據(jù)環(huán)境做出適應(yīng)性改變?？蒲腥藛T用大腸桿菌制成高級(jí)微生物墨水，再結(jié)合已經(jīng)過改造的微生物，就成為執(zhí)行特定任務(wù)的最佳拍檔，它們可以變身方便和改進(jìn)人類生活的新材料。比如，這種新材料就能隔離有毒化學(xué)物質(zhì)雙酚A，可謂擊中痛點(diǎn)。至于還能定制出什么其他有意思的產(chǎn)品，就要進(jìn)一步探索和試驗(yàn)了。