Trong một bước phát triển đột phá, các nhà nghiên cứu tại Đại học California San Diego (UCSD) đã tiên phong một phương pháp mới để tích hợp các sinh vật sống vào vật liệu. Cách tiếp cận đổi mới này, được công bố gần đây, cho phép tạo ra Vật liệu Sống Kỹ thuật (ELMs) có khả năng tự sửa chữa, thích ứng với môi trường và thậm chí tận dụng năng lượng mặt trời.
Nghiên cứu, được công bố trong Tạp chí Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, đã chi tiết một phương pháp dựa trên khuếch tán sử dụng vi khuẩn lam, một loại vi sinh vật quang hợp, để xâm nhập và biến đổi các polyme đã được hình thành trước. Điều này cho phép tạo ra các vật liệu có thể thay đổi hình dạng và phản ứng với những thay đổi của môi trường, tất cả đều được cung cấp năng lượng bởi ánh sáng mặt trời.
Các tác động của phát hiện này rất rộng lớn, trải dài qua thiết kế bền vững trong nhiều ngành công nghiệp. Công trình của nhóm UCSD mở ra cánh cửa sử dụng nhiều loại polyme khác nhau, ngay cả những loại có tiền chất khắc nghiệt, để chứa đựng các sinh vật sống, có chức năng. Những vật liệu này có thể cách mạng hóa xây dựng xanh, y học tái tạo và thời trang không rác thải.
Nhóm nghiên cứu, do các Giáo sư Jinhye Bae và Susan Golden dẫn dắt, hình dung ra các vật liệu đa chức năng, đa cảm giác, hoạt động giống như các mô sinh học. Vi khuẩn lam có thể được lập trình để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể, chẳng hạn như phân hủy ô nhiễm hoặc sản xuất nhiên liệu sinh học. Điều này có thể dẫn đến các mặt tiền tự chữa lành, các khung sinh học hoạt động và các giải pháp bền vững khác.
"Bằng cách tích hợp các sinh vật quang hợp vào khoa học vật liệu, chúng tôi có thể tận dụng năng lượng tái tạo từ mặt trời để tạo ra các vật liệu có giá trị," Giáo sư Bae cho biết. Phương pháp này có thể trở thành nền tảng trong thiết kế hậu dầu mỏ, mở đường cho những hệ thống thực sự tuần hoàn và tái tạo. Tương lai của khoa học vật liệu có thể thực sự là sống động.