Metal kadar dayanıklı ve plastik kadar esnek yeni malzemeler üretmek.

Amerikalı bilim insanlarından oluşan bir ekip, metal kadar güçlü, cam kadar şeffaf ve plastik kadar esnek, ancak tamamen çevre dostu yeni bir malzeme geliştirmeyi başardı.

Isı ile uyarıldığında şeklini hatırlayabilme ve kendini dönüştürebilme özelliğiyle bu yeni tip sıvı kristal malzeme, gelecekte bir dizi uygulama alanının önünü açıyor. - Fotoğraf: Jorge Vidal/Rice Üniversitesi

22 Temmuz'da Nature Communications adlı bilimsel dergide yayınlanan çalışma, bakterilerin gezegendeki en saf biyomalzemelerden biri olan selüloz lifleri üretmesi için "yönlendirildiği" yeni bir biyosentez sürecini tanımlıyor. Sonuç olarak, geleneksel polimer malzemelerin çok üzerinde, 553 megapaskala kadar çekme dayanımına sahip bir biyomalzeme elde ediliyor.

Bakterilerden ve sentetik biyolojiden elde edilen yeni malzemeler.

Houston Üniversitesi'nden Profesör Muhammed Maksud Rahman liderliğindeki bir araştırma ekibine göre, yeni malzeme bakteriler tarafından üretilen selülozdan yapılıyor, ancak selüloz liflerinin artık rastgele oluşmaması, "döner biyoreaktör" adı verilen özel bir biyolojik rotasyon sistemi sayesinde hizalanması bakımından farklılık gösteriyor.

"Bakterilerin selüloz üretirken hareketlerini yönlendirmek için döner bir kültür odası geliştirdik," diyor yüksek lisans öğrencisi MASR Saadi. "Büyüme yönünü kontrol etmek, malzemenin yumuşaklığını, şeffaflığını ve esnekliğini korurken, biyoplastiklere benzer şekilde mukavemetini önemli ölçüde artırıyor."

Araştırma ekibi, malzemenin daha dayanıklı olmasının yanı sıra, bor nitrür nanokatmanlarını da başarıyla entegre ederek, kontrol örneğine göre ısıyı üç kat daha hızlı iletmesini sağladı ve böylece elektronik, termal ambalaj ve enerji depolama alanlarında potansiyel uygulamaların önünü açtı.

Birçok kullanışlı uygulama

Mikro kirliliğe neden olan ve BPA ve ftalatlar gibi zehirli maddeler salgılayan geleneksel sentetik plastiklerin aksine, yeni malzeme tamamen biyolojik olarak parçalanabilir ve ambalaj, tekstil, inşaat malzemeleri, çevre dostu elektronik ve piller gibi çok çeşitli kullanım alanları için kolayca özelleştirilebilir.

Saadi, bir benzetme kullanarak, "Bu biyosentez süreci, disiplinli bir bakteri ekibini eğitmek gibidir," dedi. "Onları belirli bir yöne doğru yönlendiriyoruz ve oradan istenen özelliklere sahip bir ürün oluşturuyoruz."

Isı ile uyarıldığında şeklini hatırlama ve kendini dönüştürme yeteneğiyle bu yeni tip sıvı kristal malzeme, gelecekte birçok uygulama alanının önünü açıyor. Umut vadeden uygulamalardan biri de yumuşak robotik, yani karmaşık mekanik mekanizmalara ihtiyaç duymadan dar alanlardan geçebilen, sürünebilen ve sıkışabilen esnek makinelerdir.

Tıp alanında bu malzeme, esnek olan ve sıcaklığa veya biyolojik koşullara göre şekil değiştiren stentler (damar destekleri) veya vücut içine yerleştirilebilir cihazlar oluşturmak için kullanılabilir; bu da invazivliği en aza indirmeye ve tedavi etkinliğini artırmaya yardımcı olur.

Ayrıca, esnek elektronik cihazlar, akıllı sensörler ve uzayda kendi kendine açılan yapılar gibi uygulamalarda da umut vaat ediyorlar.

Konuya geri dön

MINH HAI

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