تیمی از دانشمندان مواد و شیمیدانان در ETH زوریخ راهی برای ساخت سرامیک‌های “زنده” ابداع کرده‌اند که می‌تواند مقادیر کمی فرمالدئید را شناسایی کرده و دی اکسید کربن را از هوا جذب کند. در پروژه خود که در مجله Advanced Materials گزارش شده است، این گروه یک فرآیند چند مرحله ای ایجاد کردند که به باکتری ها اجازه می دهد در یک ماده سرامیکی رشد کنند.
تحقیقات قبلی نشان داده است که بیوفیلم‌ها، هیدروژل‌ها و پلیمرها می‌توانند با بذرکاری با میکروارگانیسم‌ها ویژگی‌های حیاتی داشته باشند. این منجر به توسعه موادی شده است که می‌توان از آنها برای ارائه درمان‌ها یا تخریب سموم استفاده کرد. در این تلاش جدید، تیم تحقیقاتی کاری مشابه با مواد سرامیکی انجام داده است.
این کار شامل اولین پرینت سه بعدی سازه های انباشته، سرامیکی و مارپیچی بود که می توانستند به تنهایی بایستند. برای امکان افزودن باکتری، ساختارها با حفره‌هایی روی سطوح بیرونی‌شان، در اندازه‌های 20 تا 130 میکرومتر چاپ شدند. هدف از چاله‌های کوچکتر این بود که به باکتری‌ها مکانی برای زندگی در مواد سرامیکی بدهند. گودال های بزرگتر به عنوان راهی برای انتقال مواد مغذی به باکتری ها استفاده شد.
برای اطمینان بیشتر از اینکه باکتری ها می توانند برای مدت زمان طولانی تغذیه کنند، ساختارها را در حوضچه های کم عمقی از محلول های مغذی قرار دادند. همانطور که آب موجود در محلول ها تبخیر می شود، مواد مغذی از طریق عمل مویرگی به چاله های حاوی مواد مغذی کشیده می شوند. سپس به باکتری ها اجازه داده شد تا تکثیر شوند و منافذی را که برای آنها طراحی شده بود پر کنند. آزمایش نشان داد که آنها می توانند بدون مواد مغذی بیشتر تا دو هفته زنده بمانند.
تیم تحقیقاتی از انواع مختلفی از باکتری ها برای اهداف مختلف استفاده کردند – برای مثال با سیانوباکتری های فتوسنتزی، این ساختار می تواند به عنوان یک دستگاه استخراج CO2 عمل کند و گاز را از هوا بکشد. آنها همچنین اشریشیا کلی را امتحان کردند و دریافتند که ساختار را به یک آشکارساز فرمالدئید تبدیل کردند.