”วัสดุที่มีชีวิต” ทําจากไฮโดรเจลที่เต็มไปด้วยแบคทีเรียที่ตั้งโปรแกรมไว้ซึ่งสว่างขึ้นในการตอบสนองต่อสารเคมีบางชนิด (เครดิตภาพ: ได้รับความอนุเคราะห์จากนักวิจัย/MIT)
วันหนึ่งถุงมือเรืองแสงที่ทําจาก “วัสดุที่มีชีวิต” สามารถแทนที่ไฟสีดําสไตล์ “CSI” ที่ใช้ในปัจจุบันเพื่อตรวจจับสารบางอย่างในการสืบสวนที่เกิดเหตุและการประยุกต์ใช้ทางวิทยาศาสตร์อื่น ๆ ตามการศึกษาใหม่
ทีมนักวิจัยได้วิศวกรรมชีวภาพ ”วัสดุที่มีชีวิต” ที่จะสว่างขึ้นเมื่อสัมผัสกับสารเคมีบางชนิด
ในการศึกษาใหม่นักวิจัยได้อธิบายถึงวัสดุที่มีชีวิตซึ่งเป็นไฮโดรเจลที่เต็มไปด้วยเซลล์แบคทีเรียอีโคไลและการใช้งานที่มีศักยภาพ เซลล์ถูกตั้งโปรแกรมทางพันธุกรรมใหม่เพื่อให้สว่างขึ้นโดยใช้การเรืองแสงเมื่อสัมผัสกับสารเคมีที่แตกต่างกันจนถึงขณะนี้นักวิจัยได้ฉีดไฮโดรเจลลงในถุงมือและผ้าพันแผล แต่พวกเขากล่าวว่าสารที่มีชีวิตสามารถนําไปใช้กับการสืบสวนที่เกิดเหตุการวินิจฉัยทางการแพทย์การตรวจสอบมลพิษและอื่น ๆ [เครื่องจักรอัจฉริยะพิเศษ: 7 หุ่นยนต์ฟิวเจอร์ส]
”ด้วยการออกแบบนี้ผู้คนสามารถใส่แบคทีเรียชนิดต่าง ๆ ลงในอุปกรณ์เหล่านี้เพื่อระบุสารพิษในสิ่งแวดล้อมหรือโรคบนผิวหนัง” Timothy Lu ผู้เขียนร่วมการศึกษารองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวภาพที่ MIT กล่าวในแถลงการณ์ “เรากําลังแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของวัสดุและอุปกรณ์ที่มีชีวิต”
แม้ว่าเซ็นเซอร์ที่สวมใส่ได้จะเป็นเป้าหมาย แต่นักวิจัยได้เห็นความสําเร็จมากที่สุดในการทดสอบเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้ในจานเพาะเชื้อซึ่งสามารถควบคุมสภาพแวดล้อมได้อย่างระมัดระวัง การบํารุงรักษาเซลล์ที่มีชีวิตเมื่อนําไปใช้ในอุปกรณ์ที่ใช้งานได้เป็นความท้าทายหลักในการวิจัยของทีม
เพื่อหาโฮสต์สําหรับเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้ของเขา Lu ได้ร่วมมือกับ Xuanhe Zhao รองศาสตราจารย์ง
ด้านวิศวกรรมโยธาสิ่งแวดล้อมและเครื่องกลที่ MIT Zhao และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ศึกษาสูตรไฮโดรเจลที่แตกต่างกันและการทําซ้ําล่าสุดของพวกเขาทําให้แบคทีเรียวิศวกรรมชีวภาพมีสภาพแวดล้อมที่มั่นคง ไฮโดรเจลมีน้ําประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์ไม่แตกเมื่อยืดหรือดึงและสามารถหลอมรวมกับชั้นยางในขณะที่ยังคงปล่อยออกซิเจนได้
การทดสอบหนึ่งของไฮโดรเจลที่เติมเซลล์รวมถึงผ้าพันแผลหรือ “แผ่นแปะที่มีชีวิต” ซึ่งได้รับการตั้งโปรแกรมให้ตอบสนองต่อ rhamnose ซึ่งเป็นน้ําตาลที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติที่พบในพืช นักวิจัยยังทดสอบถุงมือด้วยปลายนิ้วที่เปล่งประกายเมื่อสัมผัสกับสารเคมีต่างๆ ในการทดสอบทั้งสองเซลล์ยังคงมีเสถียรภาพในไฮโดรเจลและเรืองแสงอย่างเหมาะสมเพื่อตอบสนองต่อสารเคมี
สําหรับวัสดุดํารงชีวิตในอนาคตทีมงานยังได้พัฒนาแบบจําลองทางทฤษฎีเพื่อเป็นแนวทางให้กับนักวิจัยในการออกแบบของพวกเขา”โมเดลนี้ช่วยให้เราออกแบบอุปกรณ์ที่มีชีวิตได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น” Zhao “มันบอกคุณสิ่งต่าง ๆ เช่นความหนาของชั้นไฮโดรเจลที่คุณควรใช้ระยะห่างระหว่างช่องวิธีจัดรูปแบบช่องและปริมาณแบคทีเรียที่จะใช้”เนื้อหาที่มีชีวิตของทีม MIT อธิบายไว้ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ทางออนไลน์เมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciences
”หลักการสืบทอด” นี้เป็นส่วนหนึ่งของรากฐานของความรู้ความเข้าใจเชิงตัวเลขของเรา แต่ต้องมีการฝึกฝนอย่างกว้างขวางเพื่อทําความเข้าใจไม่มีพวกเราคนไหนที่เป็น “คนตัวเลข” จริงๆ เราไม่ได้มีแนวโน้มที่จะจัดการกับความแตกต่างเชิงปริมาณอย่างชํานาญ ในกรณีที่ไม่มีประเพณีทางวัฒนธรรมที่ใส่ชีวิตของเราด้วยตัวเลขตั้งแต่วัยเด็กเราทุกคนจะต่อสู้กับความแตกต่างเชิงปริมาณขั้นพื้นฐาน
จํานวนคําและตัวเลขที่เขียนเปลี่ยนเหตุผลเชิงปริมาณของเราเนื่องจากพวกเขาถูกเกลี้ยกล่อมให้อยู่ในประสบการณ์ความรู้ความเข้าใจของเราโดยพ่อแม่เพื่อนและครูในโรงเรียนของเรา กระบวนการนี้ดูเหมือนเป็นเรื่องปกติที่บางครั้งเราคิดว่ามันเป็นส่วนหนึ่งของการเติบโตตามธรรมชาติ แต่ก็ไม่ใช่ สมองของมนุษย์มาพร้อมกับสัญชาตญาณเชิงปริมาณบางอย่างที่ได้รับการขัดเกลาตามอายุ แต่สัญชาตญาณเหล่านี้มี จํากัด มาก ตัวอย่างเช่นแม้ตอนแรกเกิดเราสามารถแยกความแตกต่างระหว่างสองปริมาณที่แตกต่างกันอย่างชัดเจนเช่นแปดจาก 16 สิ่ง
แต่เราไม่ใช่สายพันธุ์เดียวที่สามารถเป็นนามธรรมดังกล่าวได้ เมื่อเทียบกับชิมแปนซีและบิชอพอื่น ๆ สัญชาตญาณเชิงตัวเลขของเรานั้นไม่น่าทึ่งอย่างที่หลายคนคิด เรายังแบ่งปันเหตุผลเชิงปริมาณตาม
