Med sin förmåga att komma ihåg form och omvandla sig själv när den stimuleras av värme, öppnar denna nya typ av flytande kristallmaterial upp för en rad framtida tillämpningar - Foto: Jorge Vidal/Rice University
Studien, som publicerades i den vetenskapliga tidskriften Nature Communications den 22 juli, beskriver en ny biosyntesprocess där bakterier "instrueras" att producera cellulosafibrer, ett av de renaste biomaterialen på planeten. Resultatet är ett biomaterial med en draghållfasthet på upp till 553 megapascal, vilket vida överstiger den hos konventionella polymermaterial.
Nya material från bakterier och syntetisk biologi.
Enligt ett forskarteam lett av professor Muhammad Maksud Rahman (University of Houston) är det nya materialet tillverkat av cellulosa producerad av bakterier, men skiljer sig genom att cellulosafibrerna inte längre bildas slumpmässigt utan är uppradade tack vare ett speciellt biologiskt rotationssystem som kallas "roterande bioreaktor".
"Vi utvecklade en roterande odlingskammare för att styra bakteriernas rörelse när de producerar cellulosa", säger doktoranden MASR Saadi. "Att kontrollera tillväxtriktningen ökar materialets styrka avsevärt samtidigt som det bibehåller dess mjukhet, transparens och flexibilitet, liknande bioplaster."
Det är inte bara mer hållbart, forskargruppen har också framgångsrikt integrerat bornitrid-nanolager, vilket gör att materialet kan leda värme tre gånger snabbare än kontrollprovet, vilket öppnar upp potentiella tillämpningar inom elektronik, termisk förpackning och energilagring.
Många användbara applikationer
Till skillnad från traditionella syntetiska plaster, som orsakar mikroföroreningar och släpper ut giftiga ämnen som BPA och ftalater, är det nya materialet helt biologiskt nedbrytbart och enkelt anpassningsbart för en mängd olika användningsområden, såsom förpackningar, textilier, byggmaterial, grön elektronik och batterier.
"Denna biosyntesprocess är som att träna ett disciplinerat team av bakterier", sa Saadi med en analogi. "Vi vägleder dem i en specifik riktning och skapar därifrån en produkt med de önskade egenskaperna."
Med sin förmåga att komma ihåg form och omvandla sig själv när den stimuleras av värme, öppnar denna nya typ av flytande kristallmaterial upp för en rad framtida tillämpningar. En av de lovande användningsområdena är mjuk robotik, flexibla maskiner som kan krypa, slingra sig och klämma sig genom trånga utrymmen utan behov av komplexa mekaniska mekanismer.
Inom medicinen kan detta material användas för att skapa stentar (kärlstöd) eller implanterbara enheter inuti kroppen som är flexibla och ändrar form beroende på temperatur eller biologiska förhållanden, vilket bidrar till att minimera invasivitet och öka behandlingseffektiviteten.
Dessutom är de lovande för tillämpningar inom flexibla elektroniska enheter, smarta sensorer och självutplacerande strukturer i rymden.
Källa: https://tuoitre.vn/tao-ra-vat-lieu-moi-ben-nhu-kim-loai-deo-nhu-nhua-2025072215151939.htm
Kommentar (0)