Azzal a képességével, hogy emlékszik az alakra és hő hatására átalakul, ez az új típusú folyadékkristályos anyag számos jövőbeli alkalmazási lehetőséget nyit meg - Fotó: Jorge Vidal/Rice Egyetem
A Nature Communications tudományos folyóiratban július 22-én megjelent tanulmány egy új bioszintézisfolyamatot ír le, amelyben a baktériumokat „utasítják” cellulózrostok előállítására, amelyek a bolygó egyik legtisztább bioanyaga. Az eredmény egy akár 553 megapascal szakítószilárdságú bioanyag, amely messze meghaladja a hagyományos polimer anyagokét.
Új anyagok baktériumokból és szintetikus biológiából.
Muhammad Maksud Rahman professzor (Houstoni Egyetem) vezette kutatócsoport szerint az új anyag baktériumok által termelt cellulózból készül, de abban különbözik, hogy a cellulózrostok már nem véletlenszerűen alakulnak ki, hanem egy speciális biológiai rotációs rendszernek, az úgynevezett "forgó bioreaktornak" köszönhetően rendeződnek el.
„Kifejlesztettünk egy forgó tenyésztőkamrát, hogy irányítsuk a baktériumok mozgását, miközben cellulózt termelnek” – mondta MASR Saadi végzős hallgató. „A növekedési irány szabályozása jelentősen növeli az anyag szilárdságát, miközben megőrzi puhaságát, átlátszóságát és rugalmasságát, hasonlóan a bioműanyagokhoz.”
Nemcsak tartósabb, de a kutatócsoport sikeresen integrált bór-nitrid nanorétegeket is, így az anyag háromszor gyorsabban vezeti a hőt, mint a kontrollminta, ami potenciális alkalmazási lehetőségeket nyit meg az elektronikában, a hőcsomagolásban és az energiatárolásban.
Sok hasznos alkalmazás
A hagyományos szintetikus műanyagokkal ellentétben, amelyek mikroszennyezést okoznak és mérgező anyagokat, például BPA-t és ftalátokat bocsátanak ki, az új anyag teljesen biológiailag lebomló és könnyen testreszabható széles körű felhasználási módokhoz, például csomagoláshoz, textilekhez, építőanyagokhoz, zöld elektronikához és akkumulátorokhoz.
„Ez a bioszintézis folyamata olyan, mint egy fegyelmezett baktériumcsapat kiképzése” – mondta Saadi egy hasonlattal élve. „Egy adott irányba tereljük őket, és onnan létrehozzuk a kívánt tulajdonságokkal rendelkező terméket.”
Azáltal, hogy képes megjegyezni az alakját és hő hatására átalakulni, ez az új típusú folyadékkristályos anyag számos jövőbeli alkalmazási lehetőséget nyit meg. Az egyik ígéretes alkalmazási terület a lágy robotika, azaz a rugalmas gépek, amelyek képesek kúszni, csúszkálni és szűk helyeken átpréselődni komplex mechanikai mechanizmusok nélkül.
Az orvostudományban ezt az anyagot stentek (érrendszeri tartók) vagy a testbe beültethető eszközök létrehozására lehet használni, amelyek rugalmasak és a hőmérséklet vagy a biológiai körülmények függvényében változtatják alakjukat, segítve az invázió minimalizálását és a kezelés hatékonyságának növelését.
Ezenkívül ígéretes alkalmazási lehetőségeket kínálnak rugalmas elektronikus eszközökben, intelligens érzékelőkben és az űrben öntelepülő struktúrákban.
Forrás: https://tuoitre.vn/tao-ra-vat-lieu-moi-ben-nhu-kim-loai-deo-nhu-nhua-2025072215151939.htm
Hozzászólás (0)