La science ne cesse de nous surprendre, et cette fois-ci, elle nous offre une solution révolutionnaire pour purifier notre eau. Imaginez un matériau vivant imprimé en 3D capable de dépolluer l’eau de manière durable et écologique. C’est désormais une réalité grâce aux avancées dans les domaines de la biologie synthétique et de la science des matériaux. Découvrons ensemble cette incroyable prouesse scientifique qui pourrait bien changer notre façon d’aborder les problèmes de pollution de l’eau.
La naissance d’un matériau vivant aux propriétés dépolluantes
Le concept de matériau vivant à base d’algues repose sur l’idée de créer des matériaux capables de percevoir et de réagir à leur environnement. Pour ce faire, des chercheurs ont utilisé l’impression 3D pour élaborer un biocomposite à base de cyanobactéries.
Ce matériau innovant est capable de produire plusieurs résultats fonctionnels en réponse à un stimulus chimique externe. Il a été démontré que l’utilisation de techniques de production additive permet de contrôler avec précision la forme du matériau photosynthétique fabriqué.
Dans le cadre de cette étude, les scientifiques ont modifié une souche de Synechococcus elongatus pour qu’elle produise une enzyme laccase oxydative. Cette enzyme est capable de neutraliser certains polluants organiques tels que :
- les antibiotiques
- les médicaments
- les colorants
Grâce à cette propriété, le biomatériau élaboré a réussi à décontaminer l’eau du colorant indigo carmin. Ce n’est qu’un exemple parmi tant d’autres des potentialités offertes par ce type de matériau vivant pour éliminer les polluants de notre eau.
Une solution écologique pour une eau plus propre
Ce matériau vivant présente un avantage majeur : il est conçu pour une mort cellulaire induite. Autrement dit, les cellules s’autodétruisent une fois qu’elles ont accompli leur mission, permettant ainsi de minimiser l’impact environnemental.
Cette caractéristique est importante pour le bioconfinement et renforce le potentiel durable et écologique de cette méthode révolutionnaire.
Les cellules du matériau disparaissent lorsqu’elles entrent en contact avec la théophylline, une molécule présente dans le thé et le chocolat. Une fois leur travail terminé, les cellules sont éliminées de manière naturelle et contrôlée, offrant une solution respectueuse de l’environnement pour purifier notre eau.
Le processus d’impression 3D du matériau vivant
Pour créer ce matériau vivant, les chercheurs ont utilisé un polymère naturel dérivé des algues, appelé alginate. Ce dernier a été hydraté pour former un gel puis mélangé avec des cyanobactéries modifiées génétiquement.
Le mélange obtenu a ensuite été introduit dans une imprimante 3D, permettant aux scientifiques d’expérimenter différentes géométries et de trouver le design le plus efficace pour dépolluer l’eau.
Le choix s’est finalement porté sur une structure en forme de grille. Cette forme présente un rapport surface/volume élevé, permettant aux cyanobactéries de se placer près de la surface du matériau pour accéder aux nutriments, aux gaz et à la lumière. Grâce à cette grande surface, le matériau est plus efficace pour décontaminer l’eau des polluants.