PLASTİĞİN OLASI BİR ALTERNATİFİ, GÜNLÜK KULLANIM İÇİN DAHA GÜÇLÜ, ÇEVRE DOSTU MALZEMELERİN ORTAYA ÇIKMASINA YOL AÇABİLİR
Bir Sonraki Tek Kullanımlık Su Şişeniz Olma Potansiyeline ve Çok Daha Fazlasına Sahip
Evet, bir sonraki tek kullanımlık su şişeniz olma potansiyeline sahip ve hatta ambalaj malzemesi veya yara pansumanı gibi çok daha fazlasını yapabilecek kapasitede; hepsi de Dünya'nın bol miktarda bulunan ve biyolojik olarak parçalanabilen biyopolimerlerinden biri olan bakteriyel selülozdan üretiliyor.
Çalışmalarını Nature Communications'da yayımlayan Rahman, "Bu güçlü, çok işlevli ve çevre dostu bakteri selüloz levhaların her yerde bulunacağını, çeşitli endüstrilerde plastiklerin yerini alacağını ve çevresel hasarın azaltılmasına yardımcı olacağını öngörüyoruz" dedi.
Rahman, "Döner bir kültür cihazında akışkan akışından kaynaklanan kayma kuvvetlerini kullanarak, hizalanmış nanofibriller ve bakteri selülozu bazlı çok işlevli hibrit nanolevhalar içeren sağlam bakteri selüloz levhalarını biyosentezlemek için basit, tek adımlı ve ölçeklenebilir bir aşağıdan yukarıya strateji sunuyoruz. Elde edilen bakteri selüloz levhaları, yüksek çekme dayanımı, esneklik, katlanabilirlik, optik şeffaflık ve uzun vadeli mekanik stabilite sergiliyor," dedi. Rice Üniversitesi'nde doktora öğrencisi olan MASR Saadi, çalışmanın baş yazarı olarak görev yaptı ve Rice Üniversitesi'nde Biyolojik Bilimler alanında doktora sonrası araştırmacı olan Shyam Bhakta, biyolojik uygulamayı destekledi.
Petrol bazlı, bozunmayan malzemelerin çevre üzerindeki zararlı etkilerine ilişkin artan endişeler, doğal veya biyomalzemeler gibi sürdürülebilir alternatiflere olan talebi yoğunlaştırmıştır. Bakteriyel selüloz, doğal olarak bol miktarda bulunan, biyolojik olarak parçalanabilen ve biyouyumlu potansiyel bir biyomalzeme olarak ortaya çıkmıştır.
Selülozu güçlendirmek ve daha fazla işlevsellik yaratmak için ekip, bakterileri besleyen sıvıya bor nitrür nano tabakaları ekledi ve daha iyi mekanik özelliklere (~553 MPa'ya kadar çekme dayanımı) ve daha iyi termal özelliklere (örneklerle karşılaştırıldığında üç kat daha hızlı ısı dağılımı oranı) sahip bakteriyel selüloz-bor nitrür hibrit nano tabakaları üretti.
Rahman, "Hizli, güçlü ve çok işlevli bakteri selüloz levhaları üreten bu ölçeklenebilir, tek adımlı biyo-üretim yaklaşımı, yapısal malzemeler, termal yönetim, ambalajlama, tekstil, yeşil elektronik ve enerji depolama alanlarındaki uygulamalara giden yolu açacaktır," dedi. "Esasen bakterilerin bir amaca yönelik davranmasını sağlıyoruz. Rastgele hareket etmek yerine, hareketlerini yönlendiriyoruz, böylece düzenli bir şekilde selüloz üretiyorlar. Bu kontrollü davranış, çeşitli nanomalzemelerle esnek biyosentez yöntemimizle birleştiğinde, malzemede hem yapısal hizalama hem de çok işlevli özellikler elde etmemizi sağlıyor."
Rahman, hareket etmekle, dönmeyi kastediyor ve selüloz üreten bakterilerin, merkezi bir şaft kullanılarak sürekli döndürülen ve yönlü sıvı akışı sağlayan silindirik, oksijen geçirgen bir inkübatörde kültürlendiği, özel olarak tasarlanmış bir rotasyon kültürü cihazı sunuyor. Bu akış, bakterilerin tutarlı bir şekilde yön değiştirmesini sağlıyor.
Rahman, "Bu, toplu bakteri selüloz tabakalarındaki nanofibril hizalamasını önemli ölçüde iyileştiriyor," dedi. "Bu çalışma, malzeme bilimi, biyoloji ve nano mühendisliğin kesiştiği noktada disiplinlerarası bilimin bir örneğidir."
