Чтобы создать «живой» материал, исследователи использовали альгинат — природный полимер, полученный из морских водорослей. Они гидратировали его, чтобы получился гель, и смешали с типом обитающих в воде фотосинтезирующих бактерий, известных как цианобактерии.

Данная смесь была загружена в 3D-принтер. После тестирования различных геометрических форм материала, напечатанных на 3D-принтере, исследователи поняли, что решетчатая структура оптимальна для поддержания жизни бактерий. У выбранной формы высокое соотношение площади поверхности к объему, что позволяет большинству цианобактерий располагаться вблизи поверхности материала, обеспечивая доступ к питательным веществам, газам и свету. Увеличенная площадь поверхности также делает материал эффективнее при обеззараживании.

В качестве эксперимента исследователи генетически модифицировали цианобактерии в своем материале, чтобы те постоянно производили фермент, называемый лакказой, который обладает обеззараживающими свойствами. Лакказа нейтрализует различные органические загрязнители, включая бисфенол А (BPA), антибиотики, фармацевтические препараты и красители. Напечатанный материал успешно обесцвечивал водные растворы, загрязненные синим красителем индигокармином, который широко используется в текстильной промышленности для окрашивания джинсовой ткани.

Исследователи также разработали способ уничтожения цианобактерий после удаления загрязняющих веществ. Они генетически модифицировали бактерии так, чтобы они реагировали на молекулу под названием теофиллин. Молекула заставляет бактерии производить белок, который разрушает их клетки. То есть живой материал воздействует на загрязнитель, а затем небольшая молекула убивает эти бактерии. Таким образом, можно не бояться сохранения генетически модифицированных бактерий в окружающей среде.

Ученые отмечают, что предпочтительным решением будет уничтожение бактерий без использования химических веществ. Это станет одним из будущих направлений исследований.