Janus Microgel Robots for Actively Boosting Catalytic Efficiency and Recovery of Living Materials

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作者
Changming Lan,Jing Liang,Jiayi Xu,Xinxin Wang,Xiao Liu,Yiran Ni,Yingnan Zhou,Ming‐Bang Wu,Chao Zhang,Jiayi Liu,Baiheng Wu
出处
期刊:Research [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:9: 1167-1167
标识
DOI:10.34133/research.1167
摘要

Leveraging living materials such as algae as sustainable photocatalytic platform is highly promising for mitigating antibiotic water pollution; however, they are confronted with low catalytic efficiency and difficulty in recovery, as imposed by their passive, static working mode. Herein, we report a Janus microgel robot (JMR) that features the integration of magnetic-controlled mobility and living photocatalytic function, allowing for substantially boosting antibiotic degradation efficiency and efficient recovery in an actively magnetic-controlled manner. The key to the JMR lies in harnessing gas shear microfluidic technique to manipulate the spatial distribution of TiO 2 – Chlorella pyrenoidosa and Fe 3 O 4 phases into a Janus architecture, followed by gel encapsulation to prevent cell leakage. Under simulated sunlight, the JMR system achieves 77% antibiotic degradation within 10 h, which is 10 times that of the free C. pyrenoidosa (7.6%). Moreover, we demonstrate that the JMR can be imparted with enhanced degradation efficiency by 10.6% and over 95% effectiveness through 3 consecutive operational cycles in actively magnetic-controlled mode. This work establishes a prototype for sustainable environmental biorobots and provides a novel strategy for photocatalytic-biological hybrid system design, advancing the next-generation living materials for water treatment.
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