Crearea de noi materiale la fel de rezistente ca metalul și flexibile ca plasticul

Un grup de oameni de știință americani a reușit să creeze un nou material la fel de durabil ca metalul, transparent ca sticla și flexibil ca plasticul, dar complet inofensiv pentru mediu.

Având capacitatea de a-și aminti forma și de a se autotransforma atunci când este stimulat de căldură, acest nou material cu cristale lichide deschide o gamă largă de aplicații viitoare - Fotografie: Jorge Vidal/Universitatea Rice

Lucrarea, publicată în revista științifică Nature Communications pe 22 iulie, descrie un nou proces de biosinteză în care bacteriile sunt „instruite” să creeze fibre de celuloză, cel mai pur material biologic de pe planetă. Foile de biomaterial rezultate au o rezistență la tracțiune de până la 553 megapascali, depășind cu mult cea a materialelor polimerice convenționale.

Materiale noi din bacterii și biologie sintetică

Potrivit echipei de cercetare condusă de profesorul Muhammad Maksud Rahman (Universitatea din Houston), noul material este creat din celuloză produsă de bacterii, dar diferența constă în faptul că fibrele de celuloză nu mai sunt formate aleatoriu, ci sunt aliniate datorită unui sistem biologic special de rotație numit „bioreactor rotativ”.

„Am dezvoltat o cameră de cultură rotativă pentru a dirija mișcarea bacteriilor pe măsură ce produc celuloză”, spune studentul MASR, Saadi. „Controlul direcției de creștere crește semnificativ rezistența materialului, menținând în același timp moliciunea, transparența și flexibilitatea bioplasticelor.”

Nu numai că este mai durabil, dar echipa de cercetare a integrat cu succes și nanostraturi de nitrură de bor, ajutând materialul să conducă căldura de trei ori mai repede decât proba de control, deschizând potențiale aplicații în domeniile electronicii, ambalajelor termice și stocării energiei.

Multe aplicații utile

Spre deosebire de materialele plastice sintetice tradiționale, care provoacă micropoluare și eliberează substanțe toxice precum BPA și ftalați, noul material este complet biodegradabil și poate fi ușor personalizat pentru o varietate de utilizări, cum ar fi ambalaje, textile, materiale de construcții, electronice ecologice și baterii.

„Acest proces de biosinteză este ca și cum ai antrena o echipă de bacterii disciplinate”, compară Saadi. „Le ghidăm într-o anumită direcție și, de acolo, creăm un produs cu proprietățile dorite.”

Având capacitatea de a-și aminti forma și de a se autotransforma atunci când este stimulat de căldură, acest nou material cu cristale lichide deschide o serie de aplicații viitoare. Una dintre direcțiile așteptate de implementare sunt roboții moi, mașini flexibile care se pot târî, aluneca și strecura prin spații înguste fără a fi nevoie de structuri mecanice complexe.

În medicină, acest material poate fi utilizat pentru a realiza stenturi (suporturi pentru vasele de sânge) sau dispozitive implantabile în interiorul corpului, care au capacitatea de a se extinde și de a-și schimba forma în funcție de temperatură sau de condițiile biologice, contribuind la minimizarea invazivității și la creșterea eficacității tratamentului.

De asemenea, acestea sunt promițătoare pentru aplicații în electronica flexibilă, senzorii inteligenți și structurile auto-desfășurate în spațiu.

Înapoi la subiect

MINH HAI

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