Guiding Bacterial Activity for Biofabrication of Complex Materials <i>via</i> Controlled Wetting of Superhydrophobic Surfaces
Notice bibliographique
Résumé
Superhydrophobic surfaces are promising for preventing fouling and the formation of biofilms, with important implications in the food chain, maritime transport, and health sciences, among others. In this work, we exploit the interplay between wetting principles of superhydrophobic surfaces and microbial fouling for advanced three-dimensional (3D) biofabrication of biofilms. We utilize hydrostatic and capillary pressures to finely control the air–water interface and the aerotaxis-driven biofabrication on superhydrophobic surfaces. Superhydrophobic 3D molds are produced by a simple surface modification that partially embeds hydrophobic particles in silicone rubber. Thereafter, the molds allow the templating of the air–water interface of the culture medium, where the aerobic nanocellulose-producing bacteria (Komagataeibacter medellinensis) are incubated. The biofabricated replicas are hollow and seamless nanofibrous objects with a controlled morphology. Gradients of thickness, topographical feature size, and fiber orientation on the biofilm are obtained by controlling wetting, incubation time, and nutrient availability. Furthermore, we demonstrate that capillary length limitations are overcome by using pressurized closed molds, whereby a persistent air plastron allows the formation of 3D microstructures, regardless of their morphological complexity. We also demonstrate that interfacial biofabrication is maintained for at least 12 days without observable fouling of the mold surface. In summary, we achieve controlled biofouling of the air–water interface as imposed by the experimental framework under controlled wetting. The latter is central to both microorganism-based biofabrication and fouling, which are major factors connecting nanoscience, synthetic biology, and microbiology.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».