Menciptakan material baru sekuat logam dan sefleksibel plastik

Sekelompok ilmuwan Amerika telah berhasil menciptakan material baru yang tahan lama seperti logam, transparan seperti kaca, dan fleksibel seperti plastik, tetapi sama sekali tidak berbahaya bagi lingkungan.

Dengan kemampuan mengingat bentuk dan mengubah dirinya sendiri ketika dirangsang oleh panas, material kristal cair baru ini membuka berbagai macam aplikasi di masa depan - Foto: Jorge Vidal/Universitas Rice

Penelitian yang diterbitkan dalam jurnal ilmiah Nature Communications pada 22 Juli ini menjelaskan proses biosintesis baru di mana bakteri "diinstruksikan" untuk menciptakan serat selulosa, material biologis paling murni di planet ini. Lembaran biomaterial yang dihasilkan memiliki kekuatan tarik hingga 553 megapascal, jauh melampaui material polimer konvensional.

Bahan baru dari bakteri dan biologi sintetis

Menurut tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Muhammad Maksud Rahman (Universitas Houston), material baru ini dibuat dari selulosa yang diproduksi oleh bakteri, tetapi perbedaannya adalah serat selulosa tidak lagi terbentuk secara acak tetapi sejajar berkat sistem putar biologis khusus yang disebut "bioreaktor berputar".

"Kami mengembangkan ruang kultur berputar untuk mengarahkan pergerakan bakteri saat mereka memproduksi selulosa," ujar Saadi, mahasiswa MASR. "Mengendalikan arah pertumbuhan secara signifikan meningkatkan kekuatan material, sekaligus mempertahankan kelembutan, transparansi, dan kemampuan lipat bioplastik."

Tidak hanya lebih tahan lama, tim peneliti juga berhasil mengintegrasikan nanolapisan boron nitrida, membantu material tersebut menghantarkan panas tiga kali lebih cepat daripada sampel kontrol, membuka aplikasi potensial di bidang elektronik, pengemasan termal, dan penyimpanan energi.

Banyak aplikasi yang berguna

Tidak seperti plastik sintetis tradisional yang menyebabkan polusi mikro dan melepaskan zat beracun seperti BPA dan ftalat, bahan baru ini sepenuhnya dapat terurai secara hayati dan dapat dengan mudah disesuaikan untuk berbagai penggunaan seperti kemasan, tekstil, bahan konstruksi, elektronik ramah lingkungan, dan baterai.

"Proses biosintesis ini seperti melatih tim bakteri yang disiplin," kata Saadi. "Kami membimbing mereka ke arah tertentu, dan dari sana kami menciptakan produk dengan sifat yang diinginkan."

Dengan kemampuan mengingat bentuk dan mengubah dirinya sendiri ketika dirangsang oleh panas, material kristal cair baru ini membuka serangkaian aplikasi di masa depan. Salah satu arah implementasi yang diharapkan adalah robot lunak, mesin fleksibel yang dapat merangkak, meluncur, dan menyelinap melalui celah sempit tanpa memerlukan struktur mekanis yang rumit.

Dalam kedokteran, bahan ini dapat digunakan untuk membuat stent (penyangga pembuluh darah) atau implan di dalam tubuh, yang dapat meregang dan berubah bentuk sesuai dengan suhu atau kondisi biologis, membantu meminimalkan invasi dan meningkatkan efektivitas pengobatan.

Mereka juga menjanjikan untuk aplikasi dalam elektronik yang dapat ditekuk, sensor pintar, dan struktur yang dapat dikerahkan sendiri di luar angkasa.

Kembali ke topik

MINH HAI

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