Bakterije popravljaju vjetrobrane i rupe na cesti

Imperial College London razvija tehnologiju za izradu materijala sa živim bakterijama s ciljem samopopravaka određenih struktura i objekata poput vjetrobrana automobila, trupa zrakoplova i rupa na cesti.

Tehnologija koju su razvili britanski znanstvenici sadrži fluoroscentne 3D sferne kulture stanica, sferoide koji posjeduju senzore za detekciju oštećenja.

Znanstvenici su za ovo odabrali bakteriju Komagataeibacter rhaeticus koja se koristi i u izradi bakterijske nanoceluloze, zbog toga što je nepokretna, odnosno na sebi nema nikakvih mogućnosti i struktura koje bi joj omogućivale kretanje.

Kako bi testirali konstruirane žive materijale, znanstvenici su izbušili rupe u debelom sloju bakterijske celuloze - materijalu nalik na skelu koji su napravile neke bakterije na kojima se proizvode živi materijali (ELM-ovi).

Nakon tri dana, sferoidi su sanirali oštećenja i vratili dosljednost i izgled izvornog materijala. ELM umjesto kretanja sadrži stanice na ili unutar materijala koje mu omogućuju reprodukciju vlastitog materijala, što omogućuje samopopravke oštećenja.

Ovaj rad, objavljen u časopisu Nature Communications, mogao bi dovesti do stvaranja materijala iz stvarnog svijeta koji otkrivaju i liječe vlastitu štetu, poput popravljanja pukotine na vjetrobranskom staklu, oštećenja na trupu aviona ili rupe na cesti. Ugrađujući gradivne blokove u samoiscjeljujuće građevinske materijale, znanstvenici bi mogli smanjiti potrebnu količinu održavanja i produžiti vijek trajanja i korisnost materijala.

Vodeći autor, profesor Tom Ellis s Odjela za bioinženjering pri Imperialu kaže da su "u prošlosti stvarali žive materijale s ugrađenim senzorima koji mogu otkriti znakove promjene okoliša. Sada smo stvorili žive materijale koji mogu otkriti oštećenja i reagirati na njih liječeći se. "

Na isti način na koji arhitektura koristi modularne dijelove koji se mogu sastaviti u različite građevinske strukture, ovo istraživanje pokazuje da se isti princip može primijeniti na projektiranje i izradu materijala na bazi bakterijske celuloze.

Za stvaranje ELM-a, istraživači su genetski modificirane bakterije zvane Komagataeibacter rhaeticus kako bi ih proizveli u fluorescentnim staničnim kulturama u obliku 3D sfere, poznatim kao sferoidi, te im dali senzore koji otkrivaju oštećenja. Rasporedili su sferoide u različite oblike i uzorke, pokazujući potencijal sferoida kao modularnih građevnih blokova.

Glavni autor studije, dr. Joaquin Caro-Astorga, s Imperialovog odjela za bioinženjering, rekao je u priopćenju da otkriće otvara novi pristup u kojem se uzgojeni materijali mogu koristiti kao moduli s različitim funkcijama i koristiti u brojnim industrijama i granama proizvodnje i graditeljstva. "Trenutno radimo na smještaju drugih živih organizama unutar sferoida koji mogu živjeti zajedno s bakterijama koje proizvode celulozu".

Jesu li bakterija učinkovitije od radnika Hrvatskih cesta saznat ćemo uskoro.

Čitav znanstveni rad možete pronaći na ovoj poveznici.