Et kig på mulighederne ved biodesign

Et kig på mulighederne ved biodesign

I sidste måned samledes kunst- og designstuderende fra hele landet i New York City for at deltage i det første nogensinde Biodesign topmøde , kulminationen på en semesterlang udfordring med at konceptualisere et bioteknologisk produkt til fremtiden. Eleverne hentede inspiration fra den naturlige verden samt fremskridt inden for teknologi til at designe produkter, der en dag kan forbedre vores dagligdag og økosystemer. De fleste af ideerne var stadig i den konceptuelle fase og har brug for meget mere forskning, prototyper og test for at blive levedygtige, men mange af teamene var optimistiske med hensyn til de muligheder, der ligger forude for deres kreationer. Lad os tage et kig på, hvad nogle af dem fandt på. (Ogse vores videoogså om designudfordringen.)

Live(r)Klar

Udlånt af Live(r)Clear-teamet/Rensselaer Polytechnic Institute

Dette filtreringssystem, designet af studerende fra Rensselaer Polytechnic Institute i New York, er rettet mod 'et usynligt, men meget alvorligt problem - østrogen i spildevand,' forklarede holdet i en e-mail. Gennem deres forskning lærte de, at østrogen fra forskellige kilder (inklusive naturlig udstødning fra vores kroppe) leder sin vej ud i spildevandet. Så teamet besluttede at skabe et forbrugerprodukt, der beklæder det fælles toilet, som 'levende tapet til en toiletkumme, der arbejder hårdt på at rense forbindelser ud af dit affald, som spildevandsrensningsanlæg ikke er udstyret til at håndtere.' Silikoneforingen har en mikrobiel membran, der binder sig til østrogen og trækker det ind i et filter for at blive nedbrudt. Holdet hentede inspiration fra familien til cytochrom P450 enzymer, som hos mennesker primært findes i leveren og omsætter lægemidler og toksiner, samt østrogener blandt andre roller.



dugpunkt

Udlånt af dugpunktsteamet/School of the Art Institute of Chicago

Det hold af studerende fra School of the Art Institute of Chicago blev inspireret af Opuntia slægten af ​​kaktusser - i daglig tale kendt som den stikkende pære - og dens 'unike evne til at opsamle og opbevare vanddråber fra tåge,' skrev de i en e-mail. De designede et sæt paneler, der ligner kaktuspuder, med rygsøjler, der efterligner den koniske form og lodrette riller af ægte kaktuspigge, der hjælper med at trække vand ned fra spids til bund. Dugpunktspanelerne har også små åbninger i bunden af ​​rygsøjlen, som ægte kaktusstomata, der tillader vand ind, når de er åbne, og forhindrer vandtab, når de er lukket. Teamet forestiller sig, at panelerne bliver installeret på tage og i haver for at indsamle vand som 'et effektivt og bæredygtigt supplement til vores nuværende vandforsyning.'

MolecularConceptor-medarbejdere stoppede ved Biodesign Summit. Se, hvad vi så i videoen nedenfor.

Bioestere

Udlånt af Bioesters-teamet/Fashion Institute of Technology

Det Bioesters team fra Fashion Institute of Technology i New York City ønskede at finde en måde at reducere drivhusgasemissioner og giftigt affald, der dannes under tekstilfremstilling. 'Vi ser betydelige forbedringer i bæredygtig energiproduktion, men ikke meget i bæredygtig tekstil- og beklædningsproduktion,' skrev Gian Cui, medlem af gruppen, i en e-mail. De arbejdede med en form for et polysaccharid kaldet alginat, som findes i cellevæggene i brunalger (det gruppen omtaler som 'lavt energiforbrugende organismer'). Ved at ekstrudere alginatet til calciumchlorid skabte de bionedbrydelige filamenter, som de behandlede som garn og strikkede dem i hånden til et tekstil. Med yderligere eksperimenter var de i stand til at ændre filamenternes egenskaber 'fra stive og uigennemsigtige til bløde og gennemsigtige,' skrev Cui. Holdet printede også et mesh lavet af det samme materiale ved hjælp af en 3-D-printer, fordi 'vi forestiller os i fremtiden, vil det meste af fremstillingsprocessen blive automatiseret af robotter.'

Etablering

Udlånt af Stabilimentum-teamet/University of Pennsylvania

Det hold fra University of Pennsylvania havde to motiver: at gøre brug af en organisme, som mange betragter som en gene, og at anvende et materiale, der let findes i naturen. Dette kom ned til edderkoppen og dens spind. Efter at have lært det edderkoppespind udviser elektrostatiske egenskaber og kan tiltrække små ladede partikler, blev de inspireret til at skabe et produkt, hvor baner ville fungere som luftrensere. 'Vi regnede med, at hvis edderkoppespind er i stand til at fange forurenende stoffer, der er til stede i luften, kunne vi foreslå dem som et naturligt og biologisk nedbrydeligt alternativ til bærbare luftfiltre, og samtidig skabe et nyt symbiotisk forhold mellem mennesker og edderkopper.' skrev holdet i en e-mail. Deres koncept består af tre komponenter: to typer wearables designet til at blive båret over ansigtet eller kroppen, bestående af patroner, der indeholder væv, der kan fange pollen, forurenende stoffer og partikler; og et levested – placeret i en have eller naturlige omgivelser – hvor edderkopper ville bygge de spind, der ville blive brugt i wearables. Holdet vurderede, at det ville tage omkring en måned for 75 edderkopper at spinde nok web til brug i mere end 30 luftrensningspatroner. (Og på trods af hvad billedet antyder, ville edderkopperne blive i habitatet - dvs. ingen edderkopper i dit ansigt!)

*Denne artikel blev opdateret den 5. juli 2016 for at angive, at cytochrom P450 er også involveret i metabolisering af østrogener .