При помощи 3D печати ученые из Технологического института Стивенса получили бионический гриб, способный вырабатывать электричество. Обычный белый гриб из магазина был модифицирован печатными чернилами, содержащими цианобактерии, генерирующие электричество, и наполнителем из графена, «собирающим» ток.

«Интегрируя цианобактерии, которые могут производить электричество, с наноразмерными материалами, способными собирать ток, мы смогли получить доступ к уникальным свойствам обоих, увеличить их производительность и создать совершенно новую функциональную бионическую систему».

В мире биоинженерии способность цианобактерий производить электричество давно известна, однако они долго не выживают на искусственных биосовместимых поверхностях, а это означает, что ученые были ограничены в своей способности использовать организмы в системах. Авторы исследования, Manu Mannoor и Sudeep Joshi, придумали идею применения грибов, потому что они, естественно, принимают сложную микробиоту и потенциально могут обеспечить питательные вещества, влагу, рН и температуру, необходимые для того, чтобы цианобактерии выжили и произвели электричество. В своей лаборатории ученым удалось получить цианобактерии, прожившие на несколько дней дольше, чем бактерии во всех предыдущих исследованиях.

Два ученых сначала использовали роботизированную руку для печати электронных чернил, содержащих графеновые наноуглероды, которые служили сетью сбора электроэнергии. Затем они напечатали биочернила, содержащие цианобактерии, на шапке гриба по спиральному рисунку, пересекающемуся с электронными чернилами в нескольких точках. В этих местах электроны могли переноситься через внешние мембраны цианобактерий в проводящую сеть графеновых наноуглеродов.

Результаты показали, что количество электроэнергии, производимой бактериями, может варьироваться в зависимости от плотности и выравнивания, с которой они упакованы — чем плотнее они упакованы, тем больше электроэнергии они производят. 3D печать позволила собрать бактерии, чтобы повысить их электрическую активность в восемь раз, чем цианобактерии, которые были отлиты с помощью пипетки. Возможно данное исследование ляжет в основу биогибридных приложений следующего поколения.