En titt på mulighetene for biodesign

Forrige måned samlet kunst- og designstudenter fra hele landet seg i New York City for å delta i den første noensinne Biodesign toppmøte , kulminasjonen av en semesterlang utfordring for å konseptualisere et bioteknologisk produkt for fremtiden. Elevene hentet inspirasjon fra den naturlige verden, samt fremskritt innen teknologi, for å designe produkter som en dag kan forbedre hverdagen og økosystemene våre. De fleste av ideene var fortsatt i den konseptuelle fasen og trenger mye mer forskning, prototyping og testing for å bli levedyktige, men mange av teamene var optimistiske med tanke på mulighetene som ligger foran kreasjonene deres. La oss ta en titt på hva noen av dem fant på. (Ogsjekk ut videoen vårom designutfordringen også.)

Live(r)Tydelig

Dette filtreringssystemet, designet av studenter fra Rensselaer Polytechnic Institute i New York, er rettet mot «et usynlig, men svært alvorlig problem – østrogen i avløpsvann», forklarte teamet i en e-post. Gjennom forskningen deres lærte de at østrogen fra forskjellige kilder (inkludert naturlig utstøting fra kroppen vår) går ut i avløpsvannet. Så teamet bestemte seg for å lage et forbrukerprodukt som kler det vanlige toalettet, som 'levende tapet til en toalettskål, som jobber hardt for å rense sammensetninger fra avfallet ditt som avløpsrenseanlegg ikke er utstyrt for å håndtere.' Silikonforet har en mikrobiell membran som binder seg til østrogen og trekker det inn i et filter for å brytes ned. Teamet hentet inspirasjon fra familien til cytokrom P450 enzymer, som hos mennesker hovedsakelig finnes i leveren og metaboliserer legemidler og giftstoffer, samt østrogener blant andre roller.

duggpunkt

De team av studenter fra School of the Art Institute of Chicago ble inspirert av Opuntia slekten av kaktus – i daglig tale kjent som piggpæren – og dens 'unike evne til å samle og lagre vanndråper fra tåke,' skrev de i en e-post. De designet et sett med paneler som ser ut som kaktusputer, med pigger som etterligner den koniske formen og vertikale riller til ekte kaktusrygger som hjelper til med å trekke vann ned fra spiss til base. Duggpunktpanelene har også små åpninger nederst på ryggradene, som ekte kaktusstomata, som slipper inn vann når de er åpne og forhindrer vanntap når de er lukket. Teamet ser for seg at panelene skal installeres på tak og i hager for å samle vann som 'et effektivt og bærekraftig supplement til vår nåværende vannforsyning.'

MolecularConceptor-ansatte var innom Biodesign Summit. Se hva vi så i videoen nedenfor.

Bioestere

De Bioesters team fra Fashion Institute of Technology i New York City ønsket å finne en måte å redusere klimagassutslippene og giftig avfall som dannes under tekstilproduksjon. 'Vi ser betydelige forbedringer i bærekraftig energiproduksjon, men ikke mye i bærekraftig tekstil- og klærproduksjon,' skrev Gian Cui, et medlem av gruppen, i en e-post. De jobbet med en form for et polysakkarid kalt alginat, som finnes i celleveggene til brunalger (det gruppen refererer til som 'lavt energiforbrukende organismer'). Ved å ekstrudere alginatet til kalsiumklorid, skapte de biologisk nedbrytbare filamenter som de behandlet som garn, og strikket dem for hånd til et tekstil. Med ytterligere eksperimentering var de i stand til å endre egenskapene til filamentene 'fra stive og ugjennomsiktige til myke og gjennomsiktige,' skrev Cui. Teamet skrev også ut et nett laget av det samme materialet ved hjelp av en 3-D-skriver, fordi 'vi forestiller oss at i fremtiden vil det meste av produksjonsprosessen bli automatisert av roboter.'

Etablering

De team fra University of Pennsylvania hadde to motiver: å gjøre bruk av en organisme som mange anser som en plage, og å bruke et materiale som lett finnes i naturen. Dette kom ned til edderkoppen og dens nett. Etter å ha lært at edderkoppnett har elektrostatiske egenskaper og kan tiltrekke seg små ladede partikler, ble de inspirert til å lage et produkt der vev skulle fungere som luftrensere. 'Vi fant ut at hvis edderkoppnett er i stand til å fange opp forurensninger som er tilstede i luften, kan vi foreslå dem som et naturlig og biologisk nedbrytbart alternativ til brukbare luftfiltre, samtidig som vi skaper et nytt symbiotisk forhold mellom mennesker og edderkopper.' skrev teamet i en e-post. Konseptet deres består av tre komponenter: to typer wearables designet for å bæres over ansiktet eller kroppen, bestående av patroner som inneholder nett som kan fange pollen, forurensninger og partikler; og et habitat – plassert i en hage eller naturlige omgivelser – der edderkopper ville bygge nettene som skulle brukes i wearables. Teamet estimerte at det ville ta omtrent en måned for 75 edderkopper å spinne nok nett til bruk i mer enn 30 luftrensepatroner. (Og til tross for det bildet antyder, ville edderkoppene forbli i habitatet – dvs. ingen edderkopper i ansiktet ditt!)

*Denne artikkelen ble oppdatert 5. juli 2016 for å indikere at cytokrom P450 er også involvert i metabolisering av østrogener .