Một nhóm các nhà khoa học vật liệu và nhà hóa học tại Viện Kỹ thuật Liên bang Thụy Sỹ (ETH Zürich) đã tạo ra được loại gốm "sống" có thể phát hiện một lượng nhỏ formaldehyde và thu giữ CO2 từ không khí. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Advanced Materials, đề cập đến một quy trình gồm nhiều bước cho phép vi khuẩn phát triển trong vật liệu gốm.
Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng khi cho vi sinh vật sinh trưởng trên màng sinh học hydrogel và polyme, chúng có các đặc tính giống như sự sống. Điều này đã dẫn đến sự phát triển của các vật liệu có thể được sử dụng để cung cấp liệu pháp hoặc phân hủy độc tố. Trong nỗ lực nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã làm điều tương tự như với vật liệu gốm.
Nhóm nghiên cứu đã in 3D các cấu trúc xoắn ốc bằng gốm xếp chồng lên nhau có thể tự đứng vững. Để cho phép bổ sung vi khuẩn, các cấu trúc được in với các lỗ trên bề mặt ngoài có kích thước từ 20 đến 130 µm. Các lỗ nhỏ nhằm cung cấp cho vi khuẩn môi trường sống bên trong vật liệu gốm. Các lỗ lớn hơn được sử dụng như một cách để đưa chất dinh dưỡng đến cho vi khuẩn.
Để đảm bảo vi khuẩn được cung cấp dưỡng chất trong thời gian dài hơn, nhóm nghiên cứu đã đặt các cấu trúc trong các bình có ít dung dịch dinh dưỡng. Khi nước trong dung dịch bốc hơi, các chất dinh dưỡng được kéo lên các lỗ chứa chất dinh dưỡng thông qua hoạt động của mao dẫn. Sau đó, vi khuẩn sinh sôi, lấp đầy các lỗ đã được thiết kế cho chúng. Thử nghiệm cho thấy chúng có thể sống sót mà không cần thêm chất dinh dưỡng trong tối đa hai tuần.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các loại vi khuẩn khác nhau cho nhiều mục đích, ví dụ, với vi khuẩn lam quang hợp, cấu trúc có thể đóng vai trò là thiết bị chiết xuất CO2, hút khí từ không khí. Các tác giả cũng đã thử nghiệm Escherichia coli và phát hiện ra rằng họ đã biến cấu trúc này thành máy dò formaldehyde. Ngoài ra, nghiên cứu đã chứng minh khả năng sử dụng gốm xốp như nền tảng đầy hứa hẹn để thiết kế và tạo ra các vật liệu sống có chức năng riêng biệt.
Nguồn: N.P.D (NASATI), theo Phys.org, 1/2025
