用細菌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，這就是為什么獲得潔凈水是美國國家工程院的重大挑戰之一。美國圣路易斯華盛頓大學的工程師們為此設計了一種新型的凈化膜，凈化水質的同時還可以防止生物污染或細菌和其他有害微生物的積聚。重點是，他們是用細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性的。機械工程與材料科學教授斯里坎特·辛加曼尼（Srikanth Singamaneni）和能源環境與化學工程教授君申榮（Young-Shin Jun）及其團隊將他們的專業知識融合在一起，開發出使用氧化石墨烯和細菌納米纖維素的超濾膜來應對挑戰。如果他們的技術規模擴大，那么許多發展中國家清潔水資源稀缺的情況可能會得到改善。

?生物過濾膜

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