Πανίσχυρο υλικό από νανοΐνες κυτταρίνης

Δευτέρα, 14 Μαΐου 2018 21:42
UPD:21:42
KTH Royal Institute of Technology

Ερευνητές του Βασιλικού Ινστιτούτου Τεχνολογίας ΚΤΗ στη Σουηδία ανέπτυξαν ένα βιο-υλικό το οποίο φέρεται να είναι δυνατότερο από όλα τα γνωστά βιο-υλικά, είτε φυσικής είτε τεχνητής προέλευσης- περιλαμβανομένου του ξύλου και του ιστού της αράχνης.

Δουλεύοντας με νανοΐνες κυτταρίνης (CNF), το βασικό δομικό υλικό του ξύλου και άλλων ειδών φυτών, οι ερευνητές ανέφεραν πως μπόρεσαν να ξεπεράσουν τις δυσκολίες ως προς τη μεταφορά των θαυμαστών μηχανικών ιδιοτήτων των νανοϊνών σε μεγαλύτερα, ελαφρά υλικά για χρήση σε αεροπλάνα, αυτοκίνητα, έπιπλα και άλλα είδη αντικειμένων.

«Οι νανοΐνες κυτταρίνης με βάση τη βιολογία που φτιάξαμε εδώ είναι οκτώ φορές πιο άκαμπτες και έχουν μεγαλύτερη δύναμη από τις φυσικές ίνες ιστού αράχνης, που γενικά θεωρούνται ότι είναι το δυνατότητερο υλικό βιολογικής προέλευσης» λέει ένας εκ των ερευνητών, ο Ντάνιελ Σόντερμπεργκ. «Η δύναμή τους υπερβαίνει αυτή των μετάλλων, των κραμάτων, των κεραμικών και των ινών E-glass».

Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο journal της American Chemical Society (ACS Nano) και σε αυτήν περιγράφεται μια νέα μέθοδος η οποία μιμείται την ικανότητα της φύσης να θέτει νανοΐνες κυτταρίνης σε σχεδόν τέλειες διατάξεις μακροκλίμακας. Η πρόοδος που επετεύχθη προκύπτει από την απόκτηση γνώσης πάνω στον τρόπο που η Φυσική διέπει τις δομές των υλικών, όπως το CNF, σε νανοκλίμακα κατά τη διάρκεια της σύνθεσης.

Οι γνώσεις αυτές άνοιξαν τον δρόμο για μια νέα διαδικασία, που περιλαμβάνει τον έλεγχο της ροής νανοϊνών που βρίσκονται σε νερό, σε ένα κανάλι πλάτους ενός χιλιοστού που έχει διανοιχτεί σε ανοξείδωτο ατσάλι. Η σύνδεση ροών απιονισμένου νερού και νερού χαμηλού pH βοηθούν στην ευθυγράμμιση των νανοϊνών προς τη σωστή κατεύθυνση και επιτρέπουν στις μοριακές αλληλπειδράσεις να αυτοδιοργανώνονται σε καταστάσεις όπου είναι ενωμένες μεταξύ τους.

Κατά τον Σόντερμπεργκ, η μελέτη ανοίγει τον δρόμο για την ανάπτυξη υλικών που θα μπορούν να χρησιμοποιούνται για μεγαλύτερες δομές, ενώ παράλληλα διατηρείται η δύναμη και η αντοχή των νανοϊνών. Η διαδικασία επίσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο τη σύνθεσης σε νανοκλίμακα σωλήνων άνθρακα και άλλων ινών σε νανοκλίμακα.

Προτεινόμενα για εσάς