יצירת חומרים חדשים חזקים כמו מתכת וגמישים כמו פלסטיק

קבוצת מדענים אמריקאים הצליחה ליצור חומר חדש שהוא עמיד כמו מתכת, שקוף כמו זכוכית וגמיש כמו פלסטיק, אך אינו מזיק לחלוטין לסביבה.

עם היכולת לזכור צורה ולשנות את עצמה כאשר מגורים על ידי חום, חומר גביש נוזלי חדש זה פותח מגוון יישומים עתידיים - צילום: חורחה וידאל/אוניברסיטת רייס

העבודה, שפורסמה בכתב העת המדעי Nature Communications ב-22 ביולי, מתארת ​​תהליך ביוסינתזה חדש שבו חיידקים "מודרכים" ליצור סיבי תאית, החומר הביולוגי הטהור ביותר על פני כדור הארץ. יריעות הביו-חומר המתקבלות בעלות חוזק מתיחה של עד 553 מגה-פסקל, הרבה מעבר לחוזק של חומרי פולימר קונבנציונליים.

חומרים חדשים מחיידקים וביולוגיה סינתטית

על פי צוות המחקר בראשות פרופסור מוחמד מקסוד רחמן (אוניברסיטת יוסטון), החומר החדש נוצר מתאית המיוצרת על ידי חיידקים, אך ההבדל הוא שסיבי התאית אינם נוצרים עוד באופן אקראי אלא מיושרים הודות למערכת ביולוגית מסתובבת מיוחדת הנקראת "ביוריאקטור מסתובב".

"פיתחנו תא תרבית מסתובב כדי לכוון את תנועת החיידקים בזמן שהם מייצרים תאית", אומר סעדי, סטודנט ב-MASR. "שליטה בכיוון הגידול מגדילה משמעותית את חוזק החומר, תוך שמירה על הרכות, השקיפות והגמישות של הביופלסטיק."

לא רק שהוא עמיד יותר, צוות המחקר גם שילב בהצלחה ננו-שכבות של בורון ניטריד, מה שמסייע לחומר להוליך חום פי שלושה מהר יותר מדגימת הביקורת, ופותח יישומים פוטנציאליים בתחומי האלקטרוניקה, אריזות תרמיות ואחסון אנרגיה.

יישומים שימושיים רבים

בניגוד לפלסטיק סינתטי מסורתי הגורם למיקרו-זיהום ומשחרר חומרים רעילים כמו BPA ופתלטים, החומר החדש מתכלה לחלוטין וניתן להתאים אותו בקלות למגוון שימושים כגון אריזות, טקסטיל, חומרי בניין, אלקטרוניקה ירוקה וסוללות.

"תהליך הביוסינתזה הזה הוא כמו אימון צוות של חיידקים ממושמעים", מדמה סעדי. "אנחנו מנחים אותם בכיוון מסוים, ומשם אנחנו יוצרים מוצר בעל התכונות הרצויות".

עם היכולת לזכור צורה ולשנות את עצמה כאשר מגורים על ידי חום, חומר גביש נוזלי חדש זה פותח סדרה של יישומים עתידיים. אחד מכיווני היישום הצפויים הוא רובוטים רכים, מכונות גמישות שיכולות לזחול, להחליק ולהידחק דרך פערים צרים ללא צורך במבנים מכניים מורכבים.

ברפואה, חומר זה יכול לשמש לייצור סטנטים (תומכים לכלי דם) או התקנים מושתלים בתוך הגוף, בעלי יכולת להתרחב ולשנות צורה בהתאם לטמפרטורה או לתנאים ביולוגיים, ובכך לסייע במזעור הפולשנות ולהגביר את יעילות הטיפול.

הם גם מבטיחים יישומים באלקטרוניקה גמישה, חיישנים חכמים ומבנים הניתנים לפריסה עצמית בחלל.

חזרה לנושא

מין היי

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