作者:周加境等 来源:《先进材料》 发布时间:2024/5/9 16:09:38
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科研团队利用3D打印实现了微藻垂直固态培养

 

近日,四川大学轻工科学与工程学院特聘研究员周加境、研究员林炜团队与澳大利亚皇家墨尔本理工大学教授Joseph J Richardson团队合作在《先进材料》在线发表研究论文。团队提出了一种融合3D打印技术和垂直农业理念的微藻固态培养范式,通过3D打印技术构建了具有定制化结构的活性藻基凝胶,开发了用于微藻3D固体培养的负载微藻的水凝胶(Biogenic Microalgae-laden Hydrogel,BMH)系统,实现了垂直固态培养,显著降低微藻农业对土地和水资源的需求。

据悉,微藻是一种富含蛋白质和其他关键营养元素的生物质资源,因其生长迅速、光合效率高、环境适应性强等特性,有望成为一种新型食物来源,对构建可持续食物系统具有积极作用。然而,微藻农业在光合自养生产过程中,存在水资源需求大、自遮蔽效应以及收获困难等难题,制约了微藻食品的高效规模化生产应用。

团队提出的BMH有效减轻了光自遮蔽的工程难题,实现了光能的高效利用。BMH作为一种活性凝胶材料,具备响应外部环境变化的能力,赋予了其潜在的4D打印能力。该BMH系统能够制造天然粮食原料,如蛋白质、碳水化合物、脂类、叶绿素和类胡萝卜素,为健康食物供给提供了良好的支持。团队也进一步扩大了BMH的制备规模,论证了量产化进行食物生产的可行性。BMH充分展示了其在可持续发展农业中的巨大潜力,有助于应对全球粮食挑战和增强粮食安全。该研究进一步推动了我校在生物质材料的跨学科发展,并为“大食物观”指导下的微藻绿色食物制造的发展提供了新思路。

四川大学轻工科学与工程学院硕士研究生刘海为论文第一作者,四川大学周加境、林炜和皇家墨尔本理工大学Joseph J Richardson为共同通讯作者,四川大学轻工科学与工程学院为该论文的第一通讯单位。(来源:中国科学报 杨晨)

相关论文信息:https://doi.org/10.1002/adma.202401172

 
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