Wordt je toekomstige kleding gemaakt van algen?

[ad_1]

Amsterdam [Netherlands]6 mei (ANI): voor het eerst gebruikte een internationaal team van onderzoekers van de Universiteit van Rochester en de Technische Universiteit Delft in Nederland 3D-printers en een nieuwe bioprinttechniek om algen af ​​te drukken tot levende, fotosynthetische materialen die taai en veerkrachtig.

Levende materialen, die worden gemaakt door biologische cellen te huisvesten in een niet-levende matrix, zijn de laatste jaren populair geworden omdat wetenschappers erkennen dat de meest robuuste materialen vaak materialen zijn die de natuur nabootsen.

Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Functional Materials.

“Driedimensionaal printen is een krachtige technologie voor de fabricage van levende functionele materialen die een enorm potentieel hebben in een breed scala aan milieu- en menselijke toepassingen”, zegt Srikkanth Balasubramanian, een postdoctoraal onderzoeksmedewerker in Delft en de eerste auteur van het artikel. .

“We geven het eerste voorbeeld van een ontwikkeld fotosynthetisch materiaal dat fysiek robuust genoeg is om in echte toepassingen te worden gebruikt.” Om de fotosynthetische materialen te maken, begonnen de onderzoekers met niet-levende bacteriële cellulose – een organische verbinding die wordt geproduceerd en uitgescheiden door bacteriën. Bacteriële cellulose heeft veel unieke mechanische eigenschappen, waaronder de flexibiliteit, taaiheid, sterkte en het vermogen om zijn vorm te behouden, zelfs wanneer deze wordt gedraaid, geplet of anderszins fysiek vervormd.

De bacteriële cellulose is als het papier in een printer, terwijl levende microalgen als inkt fungeren. De onderzoekers gebruikten een 3D-printer om levende algen op de bacteriële cellulose af te zetten.

De combinatie van levende (microalgen) en niet-levende (bacteriële cellulose) componenten resulteerde in een uniek materiaal met de fotosynthetische kwaliteit van de algen en de robuustheid van de bacteriële cellulose; het materiaal is sterk en veerkrachtig, maar ook milieuvriendelijk, biologisch afbreekbaar en eenvoudig en schaalbaar om te produceren.

De plantachtige aard van het materiaal betekent dat het fotosynthese kan gebruiken om zichzelf gedurende perioden van vele weken te ‘voeden’, en dat het ook kan worden geregenereerd – een klein stukje van het materiaal kan ter plaatse worden gekweekt om meer materialen te maken .

De unieke eigenschappen van het materiaal maken het een ideale kandidaat voor een verscheidenheid aan toepassingen, waaronder nieuwe producten zoals kunstmatige bladeren, fotosynthetische huiden of fotosynthetische biokleding.

Kunstmatige bladeren zijn materialen die echte bladeren nabootsen doordat ze zonlicht gebruiken om water en kooldioxide – een belangrijke motor van klimaatverandering – om te zetten in zuurstof en energie, net zoals bladeren tijdens fotosynthese.

De bladeren slaan energie in chemische vorm op als suikers, die vervolgens kunnen worden omgezet in brandstoffen. Kunstmatige bladeren bieden daarom een ​​manier om duurzame energie te produceren op plaatsen waar planten niet goed groeien, inclusief in de ruimte kolonies.

De kunstmatige bladeren die de onderzoekers van Delft en Rochester produceren, zijn bovendien gemaakt van milieuvriendelijke materialen, in tegenstelling tot de meeste kunstmatige bladtechnologieën die momenteel in productie zijn en die worden geproduceerd met behulp van giftige chemische methoden.

“Voor kunstmatige bladeren zijn onze materialen als het nemen van de ‘beste delen’ van planten – de bladeren – die duurzame energie kunnen opwekken, zonder dat er middelen nodig zijn om delen van planten te produceren – de stengels en de wortels – die hulpbronnen, maar produceren geen energie ”, zegt Anne S. Meyer, universitair hoofddocent biologie in Rochester. “We maken een materiaal dat alleen gericht is op het duurzaam produceren van energie.” Een andere toepassing van het materiaal zijn fotosynthetische huiden, die kunnen worden gebruikt voor huidtransplantaties, zegt Meyer. “De gegenereerde zuurstof zou helpen om de genezing van het beschadigde gebied op gang te brengen, of het zou lichtgeactiveerde wondgenezing kunnen uitvoeren.” Naast het aanbieden van duurzame energie en medische behandelingen, kunnen de materialen ook de modesector veranderen.

Biokledingstukken gemaakt van algen zouden enkele van de negatieve milieueffecten van de huidige textielindustrie aanpakken doordat het hoogwaardige stoffen zouden zijn die duurzaam geproduceerd en volledig biologisch afbreekbaar zouden zijn.

Ze zouden ook werken om de lucht te zuiveren door kooldioxide te verwijderen door middel van fotosynthese en zouden niet zo vaak gewassen hoeven te worden als conventionele kledingstukken, waardoor het waterverbruik wordt verminderd.

“Onze levende materialen zijn veelbelovend omdat ze meerdere dagen kunnen overleven zonder toegang tot water of voedingsstoffen, en het materiaal zelf kan worden gebruikt als een zaadje om nieuwe levende materialen te laten groeien”, zegt Marie-Eve Aubin-Tam, universitair hoofddocent bionanoscience. te Delft.

“Dit opent de deur naar toepassingen in afgelegen gebieden, zelfs in de ruimte, waar het materiaal ter plaatse kan worden gezaaid,” zei Marie. (ANI)

.

[ad_2]

Plaats een reactie

Mobiele versie afsluiten