{"id":50009,"date":"2023-09-25T00:01:46","date_gmt":"2023-09-24T22:01:46","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=50009"},"modified":"2023-09-26T10:12:18","modified_gmt":"2023-09-26T08:12:18","slug":"3d-gedrucktes-lebendes-material-gegen-umweltverschmutzung-150920231","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/3d-gedrucktes-lebendes-material-gegen-umweltverschmutzung-150920231\/","title":{"rendered":"3D-gedrucktes lebendes Material gegen Umweltverschmutzung"},"content":{"rendered":"

Angesichts von mehr als 350 Millionen Tonnen Kunststoffabf\u00e4llen<\/a>, die jedes Jahr weltweit anfallen, m\u00fcssen unbedingt Ma\u00dfnahmen ergriffen werden, um die Welt von dieser Verschmutzung zu s\u00e4ubern. Auch unsere Fl\u00fcsse und Meere werden durch die Kunststoffe verunreinigt, wodurch Schadstoffe ins Wasser gelangen. Forscher der UC San Diego hoffen nun, dass ein k\u00fcrzlich entwickeltes, organisches, in 3D gedrucktes, lebendes Material gegen die Umweltverschmutzung helfen k\u00f6nnte.<\/p>\n

Unter dem Arbeitstitel „engineered living material“ handelt es sich bei der Dekontaminationskreation um eine 3D-gedruckte Konstruktion aus einem Algenpolymer, das als Alginat bekannt ist. Dieses wird mit\u00a0 einer gentechnisch ver\u00e4nderten Cyanobakterie kombiniert, die dazu bestimmt ist, ausgew\u00e4hlte Schadstoffe aus ihrer Umgebung zu entfernen, indem sie Enzyme produziert, die die Struktur sch\u00e4dlicher Stoffe in gutartige, nicht sch\u00e4dliche Molek\u00fcle aufspaltet. Diese Mischung aus Alginat und Bakterien wird dann durch einen 3D-Drucker zu Strukturen extrudiert, die im Wasser schwimmen oder in verschiedenen Umgebungen positioniert werden k\u00f6nnen.<\/p>\n

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Bild: David Baillot\/UC San Diego Jacobs School of Engineering<\/p><\/div>\n

„Das Innovative ist die Verbindung eines Polymermaterials mit einem biologischen System, um ein lebendes Material zu schaffen, das auf eine Weise funktionieren und auf Reize reagieren kann, wie es normale synthetische Materialien nicht k\u00f6nnen“<\/em>, erkl\u00e4rt Jon Pokorski, Co-Leiter der Forschung und Professor f\u00fcr Nanotechnologie an der UC San Diego, die Bedeutung der biologischen Mischung. Die All-in-One-Natur des lebenden Materials bedeutet, dass seine Konstruktion und sein Nutzen sehr effizient sind und die M\u00f6glichkeiten f\u00fcr zuk\u00fcnftige Produkte vielversprechend sind. Am Ende der Tests entschieden sich die Forscher f\u00fcr den 3D-Druck einer gitter- oder waffelf\u00f6rmigen Struktur, die den Vorteil hatte, den Bakterien die meisten N\u00e4hrstoffe zu liefern und gleichzeitig die dekontaminierende Oberfl\u00e4che zu maximieren.<\/p>

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3D-gedrucktes lebendes Material gegen Schadstoffe<\/h3>\n

Um Schadstoffe abzubauen, sondert das Bakterium im Inneren des lebenden Materials ein Enzym namens Laccase ab, das in fr\u00fcheren Studien Schadstoffe wie BPA, eine wichtige Chemikalie in Polycarbonatkunststoffen wie Wasserflaschen, neutralisiert hat. Das Enzym hat auch erfolgreich Antibiotika und andere pharmazeutische Medikamente und Abf\u00e4lle abgebaut. In ihrem aktuellen Test des 3D-gedruckten lebenden Materials war das Enzym in der Lage, Indigokarmin abzubauen, einen blauen Farbstoff, der zum F\u00e4rben von Denim-Kleidung verwendet wird und Wasserquellen verschmutzen kann.<\/p>\n

Durch weitere Tests und Ver\u00e4nderungen hofft man, dass diese Bakterienstruktur auch andere gef\u00e4hrliche Schadstoffe in unserer Umwelt abbauen kann. Die Forscher sind sich jedoch auch dar\u00fcber im Klaren, dass sie nicht einen Schadstoff durch eine potenziell gef\u00e4hrliche Ausbreitung von Bakterien ersetzen wollen. Um diese Bedenken zu zerstreuen, ist das Bakterium mit einer Art Selbstzerst\u00f6rungsmechanismus ausgestattet. Wenn sie Theophyllin ausgesetzt werden, einem Molek\u00fcl, das h\u00e4ufig in Dingen wie Tee oder Schokolade vorkommt, werden die Bakterien von innen heraus zerst\u00f6rt.<\/p>\n

„Das lebende Material kann auf den Schadstoff von Interesse einwirken, und anschlie\u00dfend kann ein kleines Molek\u00fcl hinzugef\u00fcgt werden, um die Bakterien abzut\u00f6ten. Auf diese Weise k\u00f6nnen wir alle Bedenken hinsichtlich des Verbleibs gentechnisch ver\u00e4nderter Bakterien in der Umwelt ausr\u00e4umen“<\/em>, erkl\u00e4rt Dr. Pokorski. Das Forschungsteam hofft, die Bakterien schlie\u00dflich so zu ver\u00e4ndern, dass sie sich selbst zerst\u00f6ren, ohne direkt einzugreifen: „Unser Ziel ist es, Materialien herzustellen, die auf Reize reagieren, die bereits in der Umwelt vorhanden sind<\/em>.“<\/p>\n