Cientistas da Universidade de Rice e da Universidade de Houston desenvolveram uma abordagem inovadora e escalável para bactérias engenheiro celulose em materiais versáteis de alta potência. Estudo, publicado Contato da natureza, Uma técnica dinâmica de biossíntese apresenta que alinham as fibras de bactérias celulose em tempo real, o que causa fortes folhas biopimar com propriedades mecânicas excepcionais.
A poluição plástica continua à medida que os polímeros sintéticos tradicionais degradam microplásticos, revelando produtos químicos nocivos como o bisfenol A (BPA), as gorduras e a cancerígena. Procurando opções sustentáveis, professor assistente de engenharia mecânica e astronômica da Ciência Material da Universidade de Houston e Rice e Professor de Ajuste de Nanoinaginning, Ocean Cellulose, uma das grandes quantidades do mundo e puro biopimar – como uma alternativa bioddeada.
“Nossa abordagem envolve o desenvolvimento de um bioriacter de rotação que instrui o movimento de bactérias produtoras de celulose, alinhando sua velocidade durante o crescimento”, disse o primeiro autor do estudo e doutorado, Masar Saadi, Rais, um estudante de doutorado no arroz. “Esse alinhamento aumenta significativamente as características mecânicas da celulose microbiana, criando um material como flexível, dobrável, transparente e ecológico como alguns metal e óculos”.
As fibras de celulose de bactérias geralmente se formam aleatoriamente, o que limita sua força e funcionalidade mecânicas. Os pesquisadores usaram a dinâmica líquida controlada por seus novos bioriactores alcançou os assentos do nanofibil da celulose, criaram as folhas com energia de tração para atingir 436 megapasals.
Além disso, a inclusão de nanositos de nitreto de boro durante a síntese mostra um material híbrido com mais energia – cerca de 553 megapasais – e recursos de calor avançado, mostrando a taxa de exibição de calor três vezes mais rápida que a amostra de controle.
“Essa biossíntese dinâmica permite criar materiais fortes com maior funcionalidade”, disse Sadi. “O método permite que vários aditivos em nanoescala integrem facilmente a celulose bacteriana, possibilitando a personalização dos recursos do material para aplicações específicas”.
O membro pós -dotoral do Departamento de Biociências em Rice desempenhou um papel importante antes dos aspectos biológicos do estudo. Entre os outros associados de arroz, estão o Pullekle Ajayan, Benjamin M e Mary Greenwood Anderson Material Science and Nanoisoning Professor; Matthew Bennett, professor de biosoise; E Mattio Paskali, AJ Hartsook Professor de Engenharia Química e Biomolular.
Sadi explicou: “O processo de síntese é basicamente como treinamento em uma associação disciplinada de bactérias”. “Em vez de remover as bactérias aleatoriamente, instruímos -as a seguir em direção a uma certa direção, alinhando assim sua celulose corretamente. A versatilidade dessa velocidade disciplinada e da técnica de Biosintis nos permite fazer alinhamento e engenheiro de versatilidade ao mesmo tempo”.
O processo escalpável e de verso único mantém uma promessa significativa para inúmeras aplicações industriais, incluindo materiais estruturais, soluções de gerenciamento térmico, embalagens, têxteis, eletrônicos verdes e sistema de armazenamento de energia.
Rahman também acrescentou: “Este trabalho é um ótimo exemplo de ciência do material, biologia e interseção de nanoinaginações na interseção”. “Imaginamos que essas folhas de celulose de bactérias fortes, versáteis e ambientalmente amigáveis são onipresentes, substituindo plástico em diferentes indústrias e ajudando a reduzir os danos ambientais”.
A pesquisa foi apoiada pela National Science Foundation (2234567), pela Eteim dos EUA (23-JV-11111111129-042) e pela Fundação Welch (C-1668) para a floresta e a comunidade. O conteúdo aqui é completamente responsável pelos autores e não apresenta necessariamente as opiniões oficiais das agências e agências de fundos.
