南加州大學的研究人員正在利用活細菌來製造堅固、耐受和有彈性的工程材料。這項研究發表在《高級材料》(Advanced Materials)上。
這項研究中使用的細菌是巴氏桿菌，以分泌一種叫做脲酶的酶而聞名。當脲酶暴露於尿素和鈣離子時，它會產生碳酸鈣，這是一種在骨骼或牙齒中發現的基本而強的礦物質化合物。
研究人員表示，「研究的關鍵創是引導細菌生長碳酸鈣礦物，以獲得類似於天然礦化複合材料的有序微結構。」
該小組稱，這種新的生物材料結合了活細菌和合成材料，顯示出優於目前使用的任何天然或合成材料的機械性能。這在很大程度上是由於這種材料的球粒結構，其特徵是多層礦物以不同的角度排列，形成一種「扭曲」或螺旋形狀。
這種結構很難創造。因此研究人員「提議用細菌來代替。」
為了建造這種材料，研究人員三維列印了一個網格結構，這種結構內部有空的正方形，格子層以不同的角度鋪設。
然後細菌被引入這個結構。細菌喜歡附著在表面，會分泌脲酶，這種酶會引發碳酸鈣晶體的形成。這些從表面向上生長，最終填充在網格結構中的小正方形或空隙中。
研究人員稱，該研究的「直接影響是用於基礎設施，如航空航天面板和車輛框架。」
此外，也為防彈衣或車輛裝甲等防禦應用提供了選擇。
