未来の衣類は藻類製に? (Will your future clothes be made of algae?)

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2021/4/29 アメリカ合衆国・ロチェスター大学

・ ロチェスター大学とオランダ・デルフト工科大学(TU Delft)が、藻類を使用した 3D バイオプリンティングの新技術で作製する、実用に十分な強度の生きた光合成材料を初めて開発。
・ 同大学は、バクテリアを利用した工業材料の開発のリーダーとして、人工真珠層やグラフェン等を過去に開発している。3D プリンターでバクテリアのセルロースに藻類を積層して作製する同材料は、エネルギー、医療やファッションの分野でのアプリケーションが期待できる。
・ バクテリアが作り出すセルロースは、柔軟性、靱性、強度や形状記憶能力等の機械特性を備えた有機化合物。藻類による光合成の性質とバクテリアセルロースの強度をベースとした、強靱で回復力のある環境に優しい生分解性のシンプルかつスケーラブルな材料となる。光合成を通じて数週間にわたり自養し、オンサイトで微量サンプルからの再生も可能。
・ 化学プロセスで作製される既存の人工葉とは異なり、環境に優しい同材料による人工葉のアプリケーションでは、例えばスペースコロニー(宇宙空間の人工居住地)等の植物の発育に適さない場所において、根や茎を持たない葉のみによるサステナブルなエネルギーの供給に役立てられる。
・ また、人工皮膚のアプリケーションでは、植皮としての使用により、同材料が生成する酸素による損傷部分の治癒の促進や、光活性による治癒が可能となる。
・ バイオガーメント(生分解性衣料)のアプリケーションでは、藻類による完全に生分解性のサスナブルな高品質衣料として環境負荷の低減に貢献できる。人工光合成を通じて CO2 を除去し、従来の衣料のような頻繁な洗濯が不要なため、水の使用量を低減する。
URL: https://www.rochester.edu/newscenter/will-your-future-clothes-be-made-of-algae-476562/

<NEDO海外技術情報より>

(関連情報)

Advanced Functional Materials 掲載論文(フルテキスト)
Bioprinting of Regenerative Photosynthetic Living Materials
URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202011162

Abstract

Living materials, which are fabricated by encapsulating living biological cells within a non-living matrix, have gained increasing attention in recent years. Their fabrication in spatially defined patterns that are mechanically robust is essential for their optimal functional performance but is difficult to achieve. Here, a bioprinting technique employing environmentally friendly chemistry to encapsulate microalgae within an alginate hydrogel matrix is reported. The bioprinted photosynthetic structures adopt pre-designed geometries at millimeter-scale resolution. A bacterial cellulose substrate confers exceptional advantages to this living material, including strength, toughness, flexibility, robustness, and retention of physical integrity against extreme physical distortions. The bioprinted materials possess sufficient mechanical strength to be self-standing, and can be detached and reattached onto different surfaces. Bioprinted materials can survive stably for a period of at least 3 days without nutrients, and their life can be further extended by transferring them to a fresh source of nutrients within this timeframe. These bioprints are regenerative, that is, they can be reused and expanded to print additional living materials. The fabrication of the bioprinted living materials can be readily up-scaled (up to ≥70 cm × 20 cm), highlighting their potential product applications including artificial leaves, photosynthetic bio-garments, and adhesive labels.

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