Zamiast plastiku? Naukowiec z Houston stworzył supermateriał z bakterii i azotku boru!
Rosnące zanieczyszczenie środowiska plastikiem oraz globalne zapotrzebowanie na ekologiczne alternatywy napędzają intensywne poszukiwania nowych materiałów, które mogłyby skutecznie zastąpić tworzywa sztuczne. Jednym z najnowszych i najbardziej obiecujących rozwiązań jest projekt dra Maksuda Rahmana z Uniwersytetu w Houston, który zaprojektował biodegradowalny, wysoce funkcjonalny materiał na bazie celulozy bakteryjnej. Naukowiec wykorzystał jej naturalne właściwości, takie jak biodegradowalność i biokompatybilność, tworząc zaawansowaną hybrydę, zdolną konkurować z przemysłowym plastikiem.
Kluczowym przełomem okazało się włączenie nanosiatek azotku boru do roztworu, w którym rozwijają się bakterie produkujące celulozę. Dzięki temu powstał materiał o znacznie podniesionej wytrzymałości mechanicznej i lepszych właściwościach termicznych. Jak podała uczelnia, nowe arkusze celulozy wykazują nawet trzykrotnie szybsze rozpraszanie ciepła niż ich tradycyjne odpowiedniki, co otwiera drzwi do ich wykorzystania m.in. w przemyśle elektronicznym czy opakowaniowym.
Bio-fabrykacja, jak określa proces sam dr Rahman, odbywa się w specjalnie zaprojektowanym, cylindrycznym inkubatorze, który stale rotuje, zapewniając kontrolowany przepływ płynu oraz dostęp tlenu. To innowacyjne podejście nie tylko usprawnia wzrost bakterii, ale przede wszystkim pozwala uzyskać arkusze celulozy o wysokim stopniu uporządkowania strukturalnego. Efektem są materiały bardziej jednorodne i lepiej przystosowane do zastosowań technologicznych.
Badacz podkreśla, że dzięki rotacyjnemu przepływowi bakterie układają się w sposób, który sprzyja równoległemu formowaniu się nanowłókien, co w znaczący sposób wpływa na właściwości gotowego materiału. Taka precyzyjna kontrola nad mikrostrukturą produktu końcowego stanowi istotny krok naprzód w dziedzinie zrównoważonego materiałoznawstwa i może zrewolucjonizować wiele branż – od medycyny po elektronikę użytkową.
Opracowana przez dra Rahmana technologia to nie tylko przykład innowacji, ale również dowód na to, że przyszłość materiałów może leżeć na skrzyżowaniu biologii i nanoinżynierii. W dobie kryzysu klimatycznego i potrzeby eliminacji tworzyw sztucznych projekt ten może stać się jednym z fundamentów nowej, bardziej ekologicznej ery przemysłu.
Źródło: Uniwersytet w Houston
Grafika tytułowa: Erik Mclean / Unsplash
