Slávky a jmelí inspirovaly vědce: Nové udržitelné materiály mohou nahradit plasty a lepidla

Vědci z McGill University vyvinuli inovativní metodu výroby komplexních materiálů, která nabízí udržitelnější alternativu k běžným plastům a lepidlům. Inspiraci čerpali z přírodních vláken a adhezivních struktur, které vytvářejí slávky a jmelí.

Vědci z McGill University vyvinuli inovativní metodu výroby komplexních materiálů, která nabízí udržitelnější alternativu k běžným plastům a lepidlům. Inspiraci čerpali z přírodních vláken a adhezivních struktur, které vytvářejí slávky a jmelí. Jak uvedl Matthew Harrington, profesor chemie a hlavní autor studie, živé organismy dokáží udržitelně vytvářet strukturně komplexní a vysoce výkonné materiály „zdola nahoru“ pomocí samoorganizace, což je pro člověka s tradičními výrobními postupy stále velká výzva.

Zatímco předchozí studie se zaměřovaly na pochopení tvorby přírodních materiálů, tento výzkum využívá získané poznatky k vývoji zcela nových kompozitních materiálů v laboratorních podmínkách. Tým pro výrobu těchto materiálů čerpal inspiraci z proteinových adhezivních struktur produkovaných slávkami a z celulózových vláken obsažených v bobulích jmelí. Smícháním laboratorně vyrobeného proteinu ze slávek s modifikovanými celulózovými nanokrystaly získanými z dřevěné buničiny vědci vytvořili mikroskopické kapalné kapky.

Pomocí jednoduché metody lyofilizace se kapky samoorganizovaly do uspořádaných porézních struktur s vrstvami na různých měřítkách, kde se drobné stavební bloky uspořádávají do větších vzorů podobných těm, které se nacházejí v biologických tkáních. „Tyto kapky poskytují jednoduché prekurzory pro stavbu komplexních materiálů,“ dodal Theo van de Ven, profesor chemie a hlavní autor. Tyto struktury lze navíc rozpustit zpět na kapky a znovu sestavit do nových forem, což naznačuje výrobní proces umožňující opakované použití stejného materiálu. „Jednoduchá reverzibilita zpracování na bázi kapek je z hlediska udržitelnosti velmi lákavá,“ uvedla Hamideh Alanagh, postdoktorandka a spoluautorka studie. Laboratorní testy rovněž prokázaly, že materiály nejsou toxické pro lidské buňky, což naznačuje potenciální biomedicínské využití, například v tkáňovém inženýrství.

„Materiály, které používáme v každodenním životě, jako jsou plasty, lepidla a kompozity, mají negativní dopad na naše životní prostředí,“ vysvětlil Harrington. „Napodobováním přírody můžeme vyvinout nové, ekologičtější a udržitelnější cesty pro výrobu materiálů s vynikajícími vlastnostmi.“ Výzkum tak směřuje k budoucnosti, kde budou materiály vyráběny s menším dopadem na planetu a s možností recyklace a opětovného využití.