يقول سريكانث بالاسوبرامانيان، المؤلف الأول للورقة وباحث ما بعد الدكتوراه في جامعة دلفت: "الطباعة ثلاثية الأبعاد تقنية قوية لصنع مواد وظيفية حية. لقد قدمنا المثال الأول لتصنيع المواد الضوئية. هذه المواد الحية لها خصائص جيدة ومن المتوقع أن تستخدم على نطاق واسع في تطبيقات الحياة الحقيقية".
لإنشاء المواد الضوئية ، استخدم الباحثون مركبا عضويا تنتجه البكتيريا: السليلوز البكتيري. السليلوز البكتيري له العديد من الخصائص الميكانيكية الفريدة، مثل المرونة والقوة والاستقرار. هو مثل الورق في طابعة، في حين أن الطحالب الحية هو الحبر. استخدم الباحثون طابعة ثلاثية الأبعاد لإيداع الطحالب الحية على السليلوز البكتيري. مزيج من الطحالب الدقيقة والسليلوز البكتيري أنتجت مادة فريدة من نوعها لديها خصائص التمثيل الضوئي من الطحالب وصلابة السليلوز البكتيري، ولكن أيضا صديقة للبيئة للغاية، قابلة للتحلل وسهلة لإنتاج على نطاق واسع. المواد النباتية قادرة على استخدام التمثيل الضوئي ل "تغذية" نفسها وتجديدها في غضون أسابيع.
ويقول الباحثون إن المادة الجديدة يمكن استخدامها لصنع أوراق اصطناعية وبشرة اصطناعية وملابس بيولوجية. تشبه الأوراق الاصطناعية الأوراق الحقيقية، وتحول الماء وثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين وطاقة عندما تحركها أشعة الشمس. تخزن الأوراق الاصطناعية الطاقة الكيميائية في شكل سكر، والتي يمكن للمهندسين تحويلها بعد ذلك إلى وقود. وبذلك توفر الأوراق الاصطناعية أداة لإنتاج الطاقة المستدامة في المناطق التي يكون فيها نمو النباتات ضعيفا، مثل قطاع الفضاء. تقول آن س. ماير، الأستاذة المشاركة في علم الأحياء في جامعة روتشستر: "تستهلك سيقان وجذور النباتات الموارد، ولكنها لا تنتج الطاقة. يمكن أن تخلق الأوراق الاصطناعية طاقة مستدامة دون استهلاك الموارد. نحن نصنع مادة تركز فقط على إنتاج الطاقة المستدامة. ويمكن أيضا أن تستخدم المواد الجديدة في مجال ترقيع الجلد. الأكسجين الذي ينتجه الجلد الضوئي سيساعد على تحفيز شفاء الجروح".
بالإضافة إلى توفير الطاقة المستدامة والرعاية الطبية، هذه المواد الحية لديها القدرة على إحداث ثورة في صناعة الأزياء. ومن شأن الملابس البيولوجية المصنوعة من الطحالب أن تقضي على بعض الآثار البيئية السلبية لصناعة النسيج الحالية - فهي مستمدة من عمليات الإنتاج المستدامة وقابلة للتحلل البيولوجي. ومن خلال التمثيل الضوئي، ستمتص الملابس الحيوية أيضا ثاني أكسيد الكربون المسبب للاحتباس الحراري. والأكثر من ذلك، لا تحتاج إلى غسلها في كثير من الأحيان مثل الملابس التقليدية، مما يساعد على توفير الموارد المائية الثمينة.
"المواد الحيوية يمكن البقاء على قيد الحياة لأيام دون ماء أو المواد المغذية، ويمكن استخدام المواد نفسها ك 'البذور' لزراعة المواد الحيوية الجديدة." وقالت ماري إيف أوبين تام، الأستاذة المشاركة للعلوم البيولوجية في دلفت، "إن هذا يمهد الطريق لتطبيق المواد الحية في المناطق النائية وحتى في الفضاء".
