Avancez dans la quête du développement de matériaux de construction vivants et au-delà —


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  • Certains matériaux vivants d’ingénierie peuvent combiner la résistance des matériaux de construction ordinaires avec la réactivité des systèmes vivants. Pensez au béton auto-cicatrisant, à la peinture qui change de couleur lorsqu’un produit chimique spécifique est détecté ou à un matériau qui pourrait se reproduire et combler une fissure lorsqu’elle se forme. Cela révolutionnerait la construction et la maintenance, avec des implications économiques et environnementales de grande envergure.

    Voir cette nouvelle catégorie de matériaux adaptatifs sur les étagères des consommateurs peut être loin. Pourtant, les premières recherches critiques de l’Université du Minnesota jettent un nouvel éclairage sur cette avancée passionnante, qui est prometteuse au-delà des matériaux de construction, y compris les applications biomédicales.

    Dans une nouvelle étude en Communication Nature, des chercheurs du Collège des sciences biologiques démontrent comment transformer la silice – un matériau couramment utilisé dans le plâtre et d’autres matériaux de construction – en un matériau auto-assemblant, dynamique et résilient.

    Actuellement, la majorité des matériaux vivants fabriqués reposent sur l’ajout d’un composant vivant dans un matériau. Bien que cette approche additive présente des avantages, elle n’est pas à la hauteur du matériau d’aspiration – un produit qui se développe, s’auto-organise et se guérit. D’autres chercheurs ont réussi à concevoir une bactérie pour produire le matériau cible, mais elle n’a pu survivre que dans des conditions de laboratoire idéales. Cela ne suffirait pas dans les applications du monde réel.

    Les chercheurs, dirigés par Claudia Schmidt-Dannert, professeur émérite de McKnight au Département de biochimie, biologie moléculaire et biophysique, ont utilisé une bactérie bien étudiée et bénigne, Bacillus subtilis, qui entre en dormance dans des conditions défavorables et reprend vie lorsque les conditions sont favorables. Pour la croissance. Cette caractéristique en faisait un candidat solide, car les futurs produits devraient éventuellement être stables en rayon et facilement activés. L’équipe de recherche a ensuite conçu la bactérie et étudié l’approche optimale pour l’intégrer dans la structure de la silice.

    « La première fois que nous avons vu que les bactéries et la silice se réticulaient et formaient un matériau rigide, c’était essentiel. À ce moment-là, nous savions que cela fonctionnait », explique Schmidt-Dannert.

    Les résultats fournissent un cadre pour la conception de nouveaux matériaux vivants d’ingénierie pour les revêtements et les enduits, des matériaux de construction clés.

    L’équipe de recherche de Schmidt-Danvert commence à étudier de nouveaux matériaux de départ. “Nous sommes maintenant intéressés à aller au-delà de la silice, en utilisant différentes cellules – peut-être même plusieurs types de cellules – pour développer de nouveaux matériaux vivants modifiés pour une gamme d’applications.”

    La recherche a été financée par le ministère de la Défense — Defense Advanced Research Project Agency — Engineered Living Materials Program (numéro de contrat HR0011-17-2-0038).

    Source de l’histoire :

    Matériaux fourni par Université du Minnesota. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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