Με την πρώτη ματιά το εργαστήριο του Ναμ Τζουν Τσο στο Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας Nanyang της Σιγκαπούρης μοιάζει με ένα τυπικό ερευνητικό κέντρο. Επιστήμονες που εργάζονται σκληρά, πάγκοι γεμάτοι εξοπλισμό, το βουητό μηχανημάτων στο φόντο. Όμως οι πορτοκαλοκίτρινες κηλίδες στις λευκές μπλούζες που κρέμονται στις κρεμάστρες υποδηλώνουν ένα λιγότερο συνηθισμένο αντικείμενο μελέτης. Πρόκειται για γύρη την οποία οι ερευνητές μετατρέπουν σε διάφορα χρήσιμα και φιλικά στο περιβάλλον αντικείμενα καθημερινής χρήσης για τον άνθρωπο.
Το πουδρέ χρώμα είναι γύρη: μικροσκοπικοί κόκκοι που περιέχουν τα αρσενικά αναπαραγωγικά κύτταρα που απελευθερώνουν εποχιακά τα δέντρα, τα αγριόχορτα και τα αγρωστώδη. Όμως ο Τσο δεν μελετά τις ενοχλητικές επιπτώσεις όπως η αλλεργική ρινίτιδα, ούτε το ρόλο της γύρης για τα φυτά που τη δημιουργούν. Αντίθετα ο επιστήμονας υλικών έχει αφιερώσει πάνω από μια δεκαετία στην ανάπτυξη και βελτίωση τεχνικών για να αναμορφώσει το άκαμπτο εξωτερικό κέλυφος της γύρης, φτιαγμένο από ένα πολυμερές τόσο σκληρό που συχνά αποκαλείται «το διαμάντι του φυτικού κόσμου», μετατρέποντας τους κόκκους σε μια υφή που θυμίζει μαρμελάδα.
Αυτό το μικροτζελ θα μπορούσε όπως πιστεύει ο Τσο να αποτελέσει ένα ευέλικτο δομικό στοιχείο για πολλά οικολογικά υλικά, όπως χαρτί, μέσα οπτικής αποτύπωσης (φιλμ), σφουγγάρια κ.α.
«Πολλοί θεωρούν ότι η γύρη όταν δεν γονιμοποιεί φυτά ή δεν τρέφει έντομα, είναι απλώς άχρηστη σκόνη ωστόσο έχει πολύτιμες εφαρμογές αν ξέρεις πώς να την αξιοποιήσεις» λέει ο Τσο Cho, ο οποίος συνυπέγραψε μια επισκόπηση για τις πιθανές εφαρμογές της γύρης στην επιθεώρηση «Annual Review of Chemical and Biomolecular Engineering» το 2024.
Δεν είναι όμως ο μόνος που το σκέφτεται έτσι. Η Νοέμι Κσάμπα, ερευνήτρια νανοτεχνολογίας και στοχευμένης φαρμακευτικής αγωγής στο Πανεπιστήμιο του Σαντιάγο ντε Κομποστέλα στην Ισπανία, θέλει να αναπτύξει κούφιες γύρινες κάψουλες για να χρησιμοποιούνται ως προστατευτικοί φορείς φαρμάκων για τα μάτια, τους πνεύμονες και το στομάχι.
«Οι ερευνητές που μελετούν τη χρησιμότητα της γύρης για τον άνθρωπο είναι σπάνιοι. Το βρίσκω λίγο παράξενο. Η γύρη είναι ένα πάρα πολύ ενδιαφέρον βιοϋλικό» λέει η Κσάμπα
Μαλάκωμα του κελύφους
Για να ξεκινήσουν την επεξεργασία της γύρης, οι επιστήμονες μπορούν να αφαιρέσουν την κολλώδη επικάλυψη γύρω από τους κόκκους σε μια διαδικασία που ονομάζεται απολίπανση. Η απομάκρυνση αυτών των λιπιδίων και των αλλεργιογόνων πρωτεϊνών είναι το πρώτο βήμα για τη δημιουργία άδειων καψουλών για στοχευμένη φαρμακευτική αγωγή όπως επιθυμεί η Κσαμπα. Ωστόσο το φαινομενικά απροσπέλαστο κέλυφος της γύρης φτιαγμένο από το βιοπολυμερές σποροπολλενίνη είχε για χρόνια μπερδέψει τους ερευνητές και περιόριζε τη χρήση της.
Μια πρώτη εξέλιξη ήρθε το 2020, όταν ο Τσο και η ομάδα του ανέφεραν ότι η επώαση της γύρης σε αλκαλικό διάλυμα υδροξειδίου του καλίου στους 80 βαθμούς Κελσίου μπορούσε να αλλάξει σημαντικά τη χημεία της επιφάνειάς της επιτρέποντάς της να απορροφά και να συγκρατεί εύκολα νερό.
«Το αποτέλεσμα είναι μια γύρη εύπλαστη σαν πλαστελίνη» λέει ο Σάρουντιν Ιμπραίμ ερευνητής στο εργαστήριο του Τσο που βοήθησε στην ανάπτυξη της τεχνικής. Οι κόκκοι γύρης είναι σαν μπίλιες: σκληροί, αδρανείς και δύσκολα αντιδρούν. Με τη νέα τεχνική τα σωματίδια είναι τόσο μαλακά που κολλούν μεταξύ τους επιτρέποντας τη δημιουργία πιο σύνθετων δομών. «Αυτό ανοίγει δρόμο για πολυάριθμες εφαρμογές» σημειώνει ο Ιμπραήμ
Όταν τοποθετηθεί σε επίπεδο καλούπι και στεγνώσει, το μικροτζελ σχηματίζει χαρτί ή μεμβράνες όπως το φιλμ ανάλογα με το τελικό πάχος που είναι ταυτόχρονα ανθεκτικό και εύκαμπτο. Είναι επίσης ευαίσθητο σε εξωτερικά ερεθίσματα, όπως αλλαγές στο pH και την υγρασία.
Πιθανές εφαρμογές
Αυτές οι ιδιότητες, πιστεύουν οι Σιγκαπουριανοί ερευνητές, καθιστούν το φιλμ με βάση τη γύρη πολλά υποσχόμενο για μελλοντικές εφαρμογές: έξυπνους ενεργοποιητές που επιτρέπουν σε συσκευές να ανιχνεύουν και να ανταποκρίνονται στο περιβάλλον τους, φορητούς αισθητήρες υγείας για την παρακολούθηση καρδιακών σημάτων κ.α. Επιπλέον, επειδή η γύρη είναι φυσικά ανθεκτική στην υπεριώδη ακτινοβολία θα μπορούσε να αντικαταστήσει ορισμένα υποστρώματα σε ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη και άλλες οπτοηλεκτρονικές συσκευές.
Η ομάδα του Τσο έχει δείξει επίσης ότι το χαρτί από γύρη μπορεί να τυπωθεί, προσφέροντας μια βιώσιμη εναλλακτική στο παραδοσιακό χαρτί για γραφή, εκτύπωση και συσκευασία. Η παραγωγή συμβατικού χαρτιού καταστρέφει δέντρα και είναι ενεργοβόρα, απαιτώντας έως και 13 λίτρα νερού για κάθε σελίδα. Αντίθετα η γύρη απελευθερώνεται σε μεγάλες ποσότητες από τα φυτά και η μετατροπή της σε χαρτί απαιτεί λίγα βήματα. Το μελάνι μπορεί να αφαιρεθεί εύκολα με πλύσιμο σε αλκαλικό διάλυμα, επιτρέποντας την επαναχρησιμοποίηση του χαρτιού.
Επιπλέον το μικροτζελ γύρης σε μορφή λυοφιλιωμένου σφουγγαριού είναι πορώδες και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως σκελετός για μηχανική ιστών για να σταματά αιμορραγίες ή για να απορροφά πετρελαιοκηλίδες.
Η πρώτη ύλη
Η ομάδα εργάζεται κυρίως με γύρη ηλίανθου και καμέλιας που αγοράζουν φθηνά ως μείγμα γύρης μελισσών, κυρίως από την Κίνα. Ωστόσο, λένε ότι η μέθοδός τους λειτουργεί καλά με πολλά είδη φυτών. Η γύρη είναι άφθονη, ένα μόνο άνθος ηλίανθου παράγει 25,000 έως 67,000 κόκκους κάθε καλοκαίρι. Επιπλέον είναι εύκολο να συλλεχθεί από τις μέλισσες σε εμπορικές κυψέλες.
«Τα προϊόντα με βάση τη γύρη έχουν δρόμο ακόμα πριν βγουν στην αγορά» παραδέχεται ο Ιμπραίμ και το βασικό τώρα είναι να προβλέψουν οι ερευνητές πιθανά προβλήματα και να βρουν βιώσιμες λύσεις. Σε αντίθεση με άλλα βιοϋλικά που απαιτούν την καταστροφή οργανισμών η γύρη είναι πολύ λιγότερο επιβαρυντική για το περιβάλλον: «Δεν καταστρέφουμε το φυτό. Δεν καταστρέφουμε ούτε τα άνθη» λένε οι ερευνητές.
Naftemporiki.gr
