Vytváření nových materiálů, které jsou stejně odolné jako kov a stejně pružné jako plast.

Tým amerických vědců úspěšně vytvořil nový materiál, který je pevný jako kov, průhledný jako sklo a pružný jako plast, ale zároveň je zcela šetrný k životnímu prostředí.

Díky své schopnosti pamatovat si tvar a transformovat se při stimulaci teplem otevírá tento nový typ tekutých krystalů řadu budoucích aplikací - Foto: Jorge Vidal/Rice University

Studie, publikovaná 22. července ve vědeckém časopise Nature Communications , popisuje nový biosyntetický proces, při kterém jsou bakterie „instruovány“ k produkci celulózových vláken, jednoho z nejčistších biomateriálů na planetě. Výsledkem je biomateriál s pevností v tahu až 553 megapascalů, což daleko převyšuje pevnost konvenčních polymerních materiálů.

Nové materiály z bakterií a syntetické biologie.

Podle výzkumného týmu vedeného profesorem Muhammadem Maksudem Rahmanem (Univerzita v Houstonu) je nový materiál vyroben z celulózy produkované bakteriemi, ale liší se tím, že celulózová vlákna se již netvoří náhodně, ale jsou uspořádána díky speciálnímu biologickému rotačnímu systému zvanému „rotující bioreaktor“.

„Vyvinuli jsme rotační kultivační komoru, která řídí pohyb bakterií při produkci celulózy,“ řekl postgraduální student MASR Saadi. „Řízení směru růstu výrazně zvyšuje pevnost materiálu a zároveň zachovává jeho měkkost, průhlednost a flexibilitu, podobně jako u bioplastů.“

Nejenže je odolnější, ale výzkumný tým také úspěšně integroval nanovrstvy nitridu boru, což umožňuje materiálu vést teplo třikrát rychleji než kontrolní vzorek, což otevírá potenciální aplikace v elektronice, tepelném balení a skladování energie.

Mnoho užitečných aplikací

Na rozdíl od tradičních syntetických plastů, které způsobují mikroznečištění a uvolňují toxické látky, jako je BPA a ftaláty, je nový materiál zcela biologicky odbouratelný a snadno přizpůsobitelný pro širokou škálu použití, jako jsou obaly, textilie, stavební materiály, zelená elektronika a baterie.

„Tento proces biosyntézy je jako trénink disciplinovaného týmu bakterií,“ řekl Saadi s použitím analogie. „Vedeme je určitým směrem a odtud vytváříme produkt s požadovanými vlastnostmi.“

Díky své schopnosti pamatovat si tvar a transformovat se při stimulaci teplem otevírá tento nový typ tekutých krystalů řadu budoucích aplikací. Jedním ze slibných nasazení je měkká robotika, flexibilní stroje, které se dokáží plazit, klouzat a protlačovat úzkými prostory bez nutnosti složitých mechanických mechanismů.

V medicíně lze tento materiál použít k vytváření stentů (cévních podpůr) nebo implantovatelných zařízení uvnitř těla, která jsou flexibilní a mění tvar v závislosti na teplotě nebo biologických podmínkách, což pomáhá minimalizovat invazivitu a zvyšovat účinnost léčby.

Kromě toho slibují aplikace ve flexibilních elektronických zařízeních, inteligentních senzorech a samorozkládacích strukturách ve vesmíru.

Zpět k tématu

MINH HAI

Zdroj: https://tuoitre.vn/tao-ra-vat-lieu-moi-ben-nhu-kim-loai-deo-nhu-nhua-2025072215151939.htm