“这项技术没有生命力，”LaiaMogas-Soldevila说。“这是活生生的。”出于科学和艺术的原因，这一区别对于斯图尔特韦茨曼设计学院的助理教授来说是一个重要的区别。Mogas-Soldevila拥有生物医学工程博士学位、多个建筑学学位以及对可持续设计的热爱，将生物学带入日常生活，为介于自然与人工之间的未来创造材料。

她描述的建筑技术乍一看并不张扬：冻干颗粒，小到可以放在口袋里。但这个微小的物质块是设计师、工程师和生物学家一年多来合作的结果，它是一种包含“类生命”系统的生物材料。

当接触到水时，颗粒会激活并表达一种发光的蛋白质，它的荧光表明生活和艺术可以协调成第三种截然不同的东西，既可以取悦也可以保护。这些颗粒被编织成由促进空气和水分流动的柔性天然材料制成的格子，形成引人注目的室内设计元素，有一天可以让我们保持健康。

“我们将它们设想为传感器，”Mogas-Soldevila解释道。“它们可以检测病原体，例如细菌或病毒，或提醒人们注意家中的毒素。颗粒旨在与空气相互作用。随着发展，他们可以监测甚至清洁空气。”

现在，他们在发光，这是团队未来路线图上胜利的第一站。荧光表明实验室的生物材料制造工艺与前沿的无细胞工程兼容，使颗粒具有栩栩如生的特性。

无细胞蛋白质表达系统是一项快速发展的技术，它使研究人员能够在不使用活细胞的情况下制造蛋白质。

GabrielleHo博士生物工程系的候选人和该项目的共同负责人解释了团队的设计工作是如何实现无细胞的，这种技术很少在实验室研究或医学应用之外进行探索。

“通常，我们会使用活的大肠杆菌细胞来制造蛋白质，”Ho说。“大肠杆菌是一种生物主力，易于获取且生产力很高。我们将DNA引入细胞以促进特定蛋白质的表达。但这种传统方法不是该项目的选择。你不能设计大肠杆菌挂在你的墙上。”

无细胞系统包含活细胞制造蛋白质所需的所有成分——能量、酶和氨基酸——仅此而已。因此，这些系统没有生命力。它们不复制，也不会引起感染。它们“像活的”，旨在以以前只能使用活细胞才能实现的方式吸收DNA并排出蛋白质。

“这些材料没有生命的好处之一，”莫加斯-索德维拉说，“就是我们不需要担心如何让它们保持这种状态。”

与活细胞不同，无细胞材料不需要潮湿的环境或在实验室中进行持续监测。该团队的研究已经建立了一种制造这些干燥颗粒的工艺，该工艺在整个制造、储存和使用过程中保持了生物活性。

该技术具有生物活性、表现力和可编程性，旨在利用有机材料的独特特性。

Mogas-Soldevila的实验室专门研究可生物降解的建筑，他了解生物材料的价值，因为它既对环境负责又具有丰富的美感。

“建筑师们开始意识到传统材料——混凝土、钢材、玻璃、陶瓷等——对环境有害，他们对至少可以替代其中一些材料的替代品越来越感兴趣。因为我们使用了太多，甚至能够替代一小部分将导致废物和污染的显着减少。”

她实验室的标志性材料——由虾壳、木浆、沙子和土壤、蚕茧和海藻胶制成的生物聚合物——具有超越其可持续优势的品质。

“我的痴迷是诊断，但我的热情是好玩，”Mogas-Soldevila说。“生物材料是唯一可以封装在自然界中观察到的这种双重功能的材料。”

无细胞制造和设计研究需要科学与艺术之间的独特对话，在开始这个项目之前，Ho认为这两个类别是完全独立的。

“我从设计师带到实验室的方法中学到了很多，”Ho说。“通常，在科学中，我们有系统地致力于解决的特定问题或假设。”

但在这次合作中，情况有所不同。开放式的。该团队寻求一个类似生活的平台，该平台可以进行感应并告诉人们有关互动的事情。他们需要一步一步探索如何到达那里。

“设计只受想象力的限制。我们寻求一种可以帮助实现愿景的技术，结果证明是无细胞的”，Ho说。

“就我而言，”Mogas-Soldevila说，“见证生物工程带来的严格性和对限制的关注是鼓舞人心的。”

限制有很多——机器限制、生物限制、财务限制和空间限制。

“但是当我们保留这些限制时，”她继续说道，“我们提出了最紧迫的创造性问题。材料可以警告我们无形的威胁吗?人类将如何对这些生物活性位点做出反应?它们会美丽吗?它们会很奇怪吗?最重要的是，它们能否与生物基和生物活性物质的潜力建立新的美学关系?”

未来，无细胞颗粒和生物聚合物晶格可以保护我们的室内生活，呵护我们的身心健康。目前，研究正在进行中，约束激发设计的诗意，诗歌激发工程的约束。

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标签：生物材料细胞