Неразлагаемый пластик — глобальная экологическая проблема. Бактериальная целлюлоза — один из самых перспективных природных биополимеров. Она уже используется в медицине и упаковке, но до сих пор уступала пластику по прочности и стабильности. Исследователи из Хьюстонского университета предложили способ исправить это, сообщает SciTechDaily.
Команда вырастила выравненные по направлению листы бактериальной целлюлозы с помощью вращающегося инкубатора. Потоки жидкости заставляют бактерии двигаться в определенном направлении и откладывать волокна более упорядоченно. Это значительно повышает прочность и стабильность материала. Исследование опубликовано в Nature Communications
Этот масштабируемый одноэтапный подход к биопроизводству, позволяющий получать прочные и многофункциональные листы целлюлозы, проложит путь к ее применению в материалах, терморегулировании, упаковке, текстильной промышленности, экологичной электронике и системах хранения энергии.
Разработанные листы обладают высокой гибкостью, прозрачностью, термостойкостью и устойчивостью к механическим нагрузкам. Их прочность на разрыв достигает 553 мегапаскалей, а теплопроводность в три раза выше, чем у обычной бактериальной целлюлозы. Дополнительные свойства удалось получить за счет добавления нитрида бора, улучшающего как механические, так и тепловые характеристики.
Главное преимущество новой технологии — масштабируемость и простота. Биосинтез происходит в один этап, без химических растворителей и при комнатной температуре. А сами бактерии получают команды «собирать» материал в определенной ориентации, что позволяет контролировать структуру на наноуровне.
Полученную структуру можно использовать в самых разных сферах, от упаковки до электроники и накопителей энергии. Это одно из первых решений, где экологичность не требует компромиссов в прочности и стабильности.
Ранее мы писали о том, что инженеры представили биоразлагаемые провода. Устройства на их основе уже прошли испытания и доказали полную безопасность для окружающей среды.