به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، دانشمندان دانشگاههای رایس و هیوستون آمریکا موفق به تولید مادهای جدید شدهاند که از ترکیب سلولز باکتریایی در الگوهای منظم و هماهنگ ساخته شده است. این ماده جدید استحکامی مشابه فلزات و انعطافی همچون پلاستیک دارد، اما بدون آلودگی زیستمحیطی است. این پژوهش گامی مهم در جهت جایگزینی پلاستیکهای سنتی با موادی پایدار و دوستدار محیط زیست بهشمار میرود.
محققان با استفاده از یک بیوراکتور چرخشی، حرکت باکتریهای تولیدکننده سلولز را حین رشد هدایت کردند تا الیاف سلولزی بهصورت همراستا و منظم تولید شوند. این روش که «بیوسنتز دینامیک» نامیده میشود، موجب شد الیاف سلولز نانویی به جای رشد بیهدف و پراکنده، در جهتی مشخص حرکت کنند و مادهای با ویژگیهای مکانیکی برجسته ایجاد شود.
به عبارتی یک جمعیت باکتریایی منظم را آموزش دادهاند. این رویکرد امکان تولید همجهت و همزمان ویژگیهای مکانیکی و عملکردی مورد نیاز را فراهم کرده است. فرایند مقیاسپذیر و تکمرحلهای تولید این ماده قابلیت کاربرد گسترده در صنایع ساخت مواد سازهای مقاوم، سیستمهای مدیریت حرارتی، بستهبندیهای زیستتخریبپذیر، رشتههای نساجی، الکترونیک سبز و ذخیرهسازی انرژی را دارد و میتواند به کاهش شدید مصرف پلاستیکهای نفتی و مقابله با بحران آلودگی محیط زیست کمک کند.
سلولز باکتریایی یکی از خالصترین و فراوانترین بیوپلیمرهای زمین است برخلاف پلاستیکهایی که به ریزپلاستیکها تبدیل میشوند و مواد شیمیایی مضر همچون بیسفنولآ (BPA) و فتالات آزاد میکنند، بهراحتی توسط محیطزیست تجزیه میشود. صفحات سلولزی تولیدشده مقاومت کششی تا ۴۳۶ مگاپاسکال را بهدست آوردهاند که برابر یا حتی بالاتر از بعضی فلزات و شیشههاست.
ماده یادشده در کنار استحکام، انعطافپذیر، تاشو و شفاف است و میتواند جایگزین پلاستیک در کاربردهای متنوع شود. با افزودن ورقههای نیترید بور به آن حین فرایند سنتز نیز استحکام آن تا ۵۵۳ مگاپاسکال افزایش پیدا میکند و توانایی دفع حرارت آن سه برابر نمونههای معمولی بالا رفته است. این فناوری امکان یکپارچهسازی آسان مواد افزودنی نانویی مختلف را فراهم میکند تا ویژگیهای ماده را برای کاربردهای ویژه مهندسی کنند.
تحقیق حاضر نمونهای درخشان از همکاری بینرشتهای در حوزههای علم مواد، زیستشناسی و نانو مهندسی است و امیدوار آن میرود که ورقههای سلولزی قوی و چندمنظوره بهزودی جایگزین پلاستیک در صنایع مختلف شوند و آسیبهای زیستمحیطی را کاهش دهند. توسعه این ماده جدید نویدبخش جایگزینی پایدار برای پلاستیکهای کنونی است که با مزایایی همچون استحکام فوقالعاده، قابلیت انعطافپذیری، تجزیهپذیر بودن و عملکرد چندمنظوره میتواند تحولی بزرگ در صنایع بستهبندی، الکترونیک و انرژی ایجاد و به کاهش قابل توجه آلودگیهای زیست محیطی کمک کند.
نظر شما