این نوع جدید از ماده کریستال مایع با توانایی به خاطر سپردن شکل و تغییر شکل خود هنگام تحریک توسط گرما، طیف وسیعی از کاربردهای آینده را فراهم میکند - عکس: خورخه ویدال/دانشگاه رایس
این مطالعه که در ۲۲ جولای در مجله علمی Nature Communications منتشر شد، یک فرآیند بیوسنتز جدید را توصیف میکند که در آن به باکتریها «دستور داده میشود» تا الیاف سلولز، یکی از خالصترین مواد زیستی روی کره زمین، را تولید کنند. نتیجه، یک ماده زیستی با استحکام کششی تا ۵۵۳ مگاپاسکال است که بسیار فراتر از مواد پلیمری معمولی است.
مواد جدید از باکتریها و زیستشناسی مصنوعی
به گفته یک تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور محمد مقصود رحمان (دانشگاه هوستون)، این ماده جدید از سلولز تولید شده توسط باکتریها ساخته شده است، اما تفاوت آن در این است که الیاف سلولز دیگر به صورت تصادفی تشکیل نمیشوند، بلکه به لطف یک سیستم چرخش بیولوژیکی ویژه به نام "بیوراکتور چرخان" در یک راستا قرار میگیرند.
دانشجوی کارشناسی ارشد MASR سعدی گفت: «ما یک محفظه کشت چرخان برای هدایت حرکت باکتریها هنگام تولید سلولز توسعه دادیم. کنترل جهت رشد، استحکام ماده را به طور قابل توجهی افزایش میدهد و در عین حال نرمی، شفافیت و انعطافپذیری آن را حفظ میکند، مشابه پلاستیکهای زیستی.»
این ماده نه تنها بادوامتر است، بلکه تیم تحقیقاتی با موفقیت نانولایههای نیترید بور را نیز در آن ادغام کردند و به این ماده اجازه دادند گرما را سه برابر سریعتر از نمونه کنترل هدایت کند و کاربردهای بالقوهای در الکترونیک، بستهبندی حرارتی و ذخیرهسازی انرژی ایجاد کند.
بسیاری از برنامههای کاربردی مفید
برخلاف پلاستیکهای مصنوعی سنتی که باعث ایجاد ریزآلودگی و آزاد شدن مواد سمی مانند BPA و فتالات میشوند، این ماده جدید کاملاً زیستتخریبپذیر است و به راحتی برای طیف وسیعی از کاربردها مانند بستهبندی، منسوجات، مصالح ساختمانی، لوازم الکترونیکی سبز و باتریها قابل تنظیم است.
سعدی با استفاده از یک تشبیه گفت: «این فرآیند بیوسنتز مانند آموزش یک تیم منظم از باکتریها است. ما آنها را در یک جهت خاص هدایت میکنیم و از آنجا محصولی با خواص مورد نظر ایجاد میکنیم.»
این نوع جدید از ماده کریستال مایع با توانایی به خاطر سپردن شکل و تغییر شکل خود هنگام تحریک توسط گرما، طیف وسیعی از کاربردهای آینده را ایجاد میکند. یکی از کاربردهای امیدوارکننده، رباتیک نرم است، ماشینهای انعطافپذیری که میتوانند بدون نیاز به مکانیسمهای مکانیکی پیچیده، بخزند، بلغزند و از فضاهای باریک عبور کنند.
در پزشکی، از این ماده میتوان برای ساخت استنتها (تکیهگاههای عروقی) یا دستگاههای قابل کاشت در داخل بدن استفاده کرد که انعطافپذیر هستند و با توجه به دما یا شرایط بیولوژیکی تغییر شکل میدهند و به حداقل رساندن تهاجم و افزایش اثربخشی درمان کمک میکنند.
علاوه بر این، آنها نویدبخش کاربردهایی در دستگاههای الکترونیکی انعطافپذیر، حسگرهای هوشمند و ساختارهای خودبازشونده در فضا هستند.
منبع: https://tuoitre.vn/tao-ra-vat-lieu-moi-ben-nhu-kim-loai-deo-nhu-nhua-2025072215151939.htm
نظر (0)