Odunsu Lifler ile Örümcek Ağı Kombinasyonu Plastiğe Rakip

Esnetilebilirlik ve gücün bir materyalde aynı anda bulunması, malzeme mühendisliği ve malzeme bilimi alanlarının uzun yıllardır arayışında olduğu ve karşılaşmakta olduğu zorluklardan biri. Bunun neden..
Görsel Telif: Eeva Suorlahti

Esnetilebilirlik ve gücün bir materyalde aynı anda bulunması, malzeme mühendisliği ve malzeme bilimi alanlarının uzun yıllardır arayışında olduğu ve karşılaşmakta olduğu zorluklardan biri. Bunun nedeni ise, antagonist özellikler gibi birini artırırken diğerinin azalmasına neden olmadan iki özelliği geliştirmenin zorluğundan kaynaklanıyor.

Genellikle, sertliği artırdığımızda güç artıyor ancak esneklik kayboluyor veya daha esnek malzemeler geliştirdikçe yeterince güçlü olmadıklarını görüyoruz. Şimdi ise Finlandiya’daki Aalto University ve VTT Technical Research Centre araştırmacıları bu zorluğun üstesinden, doğadan ilham alarak gelmeyi başardı.

Araştırmacılar, odunsu selüloz lifler (selülozik fiberler) ile örümcek ağı ipliklerinde bulunan ipek proteinini birbirine yumuşatarak tamamen yeni biyolojik temelli bir malzeme geliştirdi. Elde edilen sonuç oldukça sağlam olmasının yanı sıra aynı zamanda elastik bir materyal oldu. Çalışmaya göre, malzemenin yakın bir gelecekte plastiğin yerini alması muhtemel bir gelişme olduğu kaydedildi. Biyo-temelli veya biyolojik altyapılı kompozitler grubuna dahil olan bu yeni malzemenin medikal uygulamalardan, ameliyat dikiş iplerine, tekstilden paketleme ve ambalaja kadar birçok endüstriyel alanda kullanılabileceği düşünülüyor.

Aalto University Profesörü Markus Linder, yeni materyal geliştirebilmek için doğanın son derece işlevsel ve istediğimiz tipte materyali üretmek için iyi malzemeler sunuyor. Sert, sağlam ve kolay elde edilebilir selülozdan, güçlü ve esnek ipliklere kadar doğa çokça şeyi bol miktarda sağlayabilir. Üstelik, tüm bu malzemeler, plastikten farklı olarak biyobozunur yani doğada çözünerek mikroorganizmalar tarafından işlenebilen ve dolayısıyla da doğaya plastikler kadar zarar vermeyen malzemelerdir.

Mevcut çalışma ise bu doğal malzemeleri ile DNA teknolojileri ile çok miktarda istenildiği zaman endüstriyel üretimin ne derecede mümkün olduğunu da mercek altına aldı. Huş ağacından elde edilen kağıt hamuru, selüloz nanofibrillerine ayrıştırıldı. Daha sonra bir düzen içinde dizilen nanofibrillerin arasına yumuşak ve yapıştırıcı matrix etkisi olan örümcek ağı iplikleri sızdırıldı. Elde edilen malzeme oldukça umut verici sonuçlar ortaya çıkardı.

Örümcek ağı ipliği doğal bir protein ve ipek kurtçukları ve örümcekler gibi hayvanların salgı proteinlerinden birisidir. Aalto University araştırmacıları daha önce malzeme teknolojisi ve mühendisliği araştırmalarında örümcek ipliği kullanmıştı ancak bu malzemelerde kullanılan örümcek ağı ipliği doğal olarak örümceklerden alınmamış, araştırmacılar tarafından sentetik DNA’lar yardımıyla bakterilere  ürettirilen ipliklerdi.

Şu anki DNA teknolojileri kapsamında tıpkı örümcek ağının yapısındaki silk proteinini bakterilere ürettirebilmek için bu proteinin aminoasit dizisinin direk yapay olarak sirküler (çember) DNA içine tanımlanıp bakterilere vermek mümkün.

Mevcut araştırma, protein işleme ve mühendisliği alanındaki yeni ve geçerli yolların işlevlerini bir anlamda doğruluyor. Gelecekte, çok benzer kompozitleri farklı yapı taşlarından ürettirebilecek DNA benzeri farklı yapılarında kullanılabilmesi ve çok daha uç uygulama alanlarının meydana çıkması mümkün görünüyor. Şimdilik darbeye dayanıklı ve esnek entegre edilebilir veya münferit implantlar, nesneler ve komersiyal ürünler yapmaya yarayacak materyalleri üretmeye çalışıyoruz.

Kaynak ve İleri Okuma

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv