用细菌3D打印制造滤菌膜

朱崇恺

世界上超过1/10的人缺乏基本的饮用水，到2025年，世界上一半的人口将生活在缺水的地区，这就是为什么获得洁净水是美國国家工程院的重大挑战之一。美国圣路易斯华盛顿大学的工程师们为此设计了一种新型的净化膜，净化水质的同时还可以防止生物污染或细菌和其他有害微生物的积聚。重点是，他们是用细菌来制造这种过滤膜的！

生物污染占所有膜污染的近一半，将其完全根除是极具挑战性的。机械工程与材料科学教授斯里坎特·辛加曼尼（Srikanth Singamaneni）和能源环境与化学工程教授君申荣（Young-Shin Jun）及其团队将他们的专业知识融合在一起，开发出使用氧化石墨烯和细菌纳米纤维素的超滤膜来应对挑战。如果他们的技术规模扩大，那么许多发展中国家清洁水资源稀缺的情况可能会得到改善。

 生物过滤膜

超滤膜的制造始于培养汉森酸葡萄球菌，它会在水中生长并形成纤维素纳米纤维。研究小组在细菌纳米纤维素生长过程中加入氧化石墨烯薄片，使其更稳定耐用。最后使用碱溶液处理膜以杀死葡萄糖醋酸杆菌。这种生产过程就好比使用细菌进行3D打印，所得的膜有着精细的细微结构，能很好地过滤水中的细菌。