Mencipta bahan baharu sekuat logam dan fleksibel seperti plastik

Sekumpulan saintis Amerika telah berjaya mencipta bahan baharu yang tahan lasak seperti logam, lutsinar seperti kaca dan fleksibel seperti plastik, tetapi sama sekali tidak berbahaya kepada alam sekitar.

Dengan keupayaan untuk mengingati bentuk dan mengubah diri apabila dirangsang oleh haba, bahan kristal cecair baharu ini membuka pelbagai aplikasi masa hadapan - Foto: Jorge Vidal/Rice University

Kerja yang diterbitkan dalam jurnal saintifik Nature Communications pada 22 Julai, menerangkan proses biosintesis baharu di mana bakteria "diarahkan" untuk mencipta gentian selulosa, bahan biologi paling tulen di planet ini. Kepingan biobahan yang terhasil mempunyai kekuatan tegangan sehingga 553 megapascal, jauh melebihi bahan polimer konvensional.

Bahan baharu daripada bakteria dan biologi sintetik

Menurut pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Muhammad Maksud Rahman (University of Houston), bahan baru itu dicipta daripada selulosa yang dihasilkan oleh bakteria, tetapi perbezaannya ialah gentian selulosa tidak lagi terbentuk secara rawak tetapi diselaraskan berkat sistem berputar biologi khas yang dipanggil "bioreaktor berputar".

"Kami membangunkan ruang kultur berputar untuk mengarahkan pergerakan bakteria kerana ia menghasilkan selulosa," kata pelajar MASR Saadi. "Mengawal arah pertumbuhan dengan ketara meningkatkan kekuatan bahan, sambil mengekalkan kelembutan, ketelusan dan fleksibiliti bioplastik."

Bukan sahaja lebih tahan lama, pasukan penyelidik juga berjaya menyepadukan lapisan nano boron nitrida, membantu bahan mengalirkan haba tiga kali lebih cepat daripada sampel kawalan, membuka potensi aplikasi dalam bidang elektronik, pembungkusan haba dan penyimpanan tenaga.

Banyak aplikasi berguna

Tidak seperti plastik sintetik tradisional yang menyebabkan pencemaran mikro dan membebaskan bahan toksik seperti BPA dan phthalates, bahan baharu ini boleh terbiodegradasi sepenuhnya dan boleh disesuaikan dengan mudah untuk pelbagai kegunaan seperti pembungkusan, tekstil, bahan binaan, elektronik hijau dan bateri.

"Proses biosintesis ini seperti melatih pasukan bakteria yang berdisiplin," kata Saadi. "Kami membimbing mereka ke arah tertentu, dan dari situ kami mencipta produk dengan sifat yang diingini."

Dengan keupayaan untuk mengingati bentuk dan mengubah diri apabila dirangsang oleh haba, bahan kristal cecair baharu ini membuka satu siri aplikasi masa hadapan. Salah satu hala tuju pelaksanaan yang dijangkakan ialah robot lembut, mesin fleksibel yang boleh merangkak, meluncur, dan memerah melalui celah sempit tanpa memerlukan struktur mekanikal yang kompleks.

Dalam bidang perubatan, bahan ini boleh digunakan untuk membuat stent (sokongan saluran darah) atau peranti yang boleh ditanam di dalam badan, yang mempunyai keupayaan untuk mengembang dan mengubah bentuk mengikut suhu atau keadaan biologi, membantu meminimumkan invasif dan meningkatkan keberkesanan rawatan.

Mereka juga memegang janji untuk aplikasi dalam elektronik boleh bengkok, penderia pintar dan struktur penggunaan sendiri di angkasa.

Kembali ke topik

MINH HAI

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