 |
Một chiếc cốc được in bằng vật liệu thu giữ carbon. Ảnh: ETH Zurich |
Tại Đại học ETH Zurich (Thụy Sĩ), các nhà khoa học từ nhiều lĩnh vực đang hợp tác để kết hợp vật liệu truyền thống với các vi sinh vật như vi khuẩn, tảo và nấm nhằm tạo ra các vật liệu sống có những đặc tính hữu ích thông qua quá trình trao đổi chất của vi sinh vật. Mới đây, một nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc nhúng vi khuẩn quang hợp - được gọi là vi khuẩn lam - vào một loại gel có thể in được, tạo ra một vật liệu sống có khả năng phát triển và tích cực thu giữ carbon từ khí quyển.
Vật liệu này hấp thụ nhiều CO2 hơn lượng carbon được liên kết thông qua sự phát triển sinh khối hữu cơ, do vật liệu có thể lưu trữ carbon không chỉ trong sinh khối mà còn dưới dạng khoáng chất. Đồng thời, vi khuẩn lam còn thay đổi môi trường hóa học xung quanh thông qua quang hợp, dẫn đến việc hình thành các khoáng carbonat rắn như vôi đóng vai trò là bể chứa carbon bổ sung và lưu trữ CO2 ở dạng ổn định và lâu dài hơn. Vật liệu giữ các tế bào sống là một loại hydrogel - gel giàu nước được tạo thành từ các polymer liên kết chéo.
Để giúp vi khuẩn lam sống lâu hơn và duy trì hiệu quả, các nhà nghiên cứu đã tối ưu hóa hình dạng của cấu trúc in bằng kỹ thuật in 3D để tăng diện tích bề mặt, cải thiện độ chiếu sáng và tăng cường dòng chảy chất dinh dưỡng, từ đó tạo ra các cấu trúc cho phép ánh sáng xuyên qua và phân phối thụ động chất dinh dưỡng khắp vật liệu nhờ lực mao dẫn. Nhờ thiết kế này, vi khuẩn lam được bọc kín đã sống và hoạt động hiệu quả trong hơn một năm.
Nguồn: scitechdaily.com
Tin đăng KH&PT số 1351 (số 27/2025)
Đinh Hương và nhóm tác giả lược dịch