Науковці створили найтонші "спагеті" у світі, але не для їжі: для чого вони потрібні
Вчені створили найтонші у світі "спагеті", що в 200 разів вужчі за людську волосину. Втім, цей винахід не для кулінарії – волокна "пасти" можуть бути цінним матеріалом у медицині та промисловому дизайні.
Спосіб виготовлення рекордно тонких нановолокон дослідники з Університетського коледжу Лондона (Велика Британія) описали в дослідженні, опублікованому в Nanoscale Advances, пише Popular Science.
Нановолокнами називають будь-який волокнистий матеріал товщиною менше 100 нанометрів (один нанометр дорівнює мільярдній частині метра).
Такі вироби, виготовлені з крохмалистих матеріалів, широко використовують у медицині та промисловому дизайні.
Зокрема, з нановолокон створюють пов’язки, що сприяють загоєнню ран завдяки своїй пористій структурі. Ця особливість дозволяє пропускати воду та вологу до пошкоджених тканин, але запобігає потраплянню бактерій.
Вчені вважають, що волокнисті матеріали з крохмалю можуть допомогти в регенерації тканин, зокрема кісток, і надходженні ліків в організм людини.
Такі типи волокон цінні завдяки крохмалю в складі, який вчені отримують з клітин рослин. Отримання цієї речовини вимагає значної кількості енергії та води, тому науковці шукають більш ефективні способи створення тонких волокон.
"Крохмаль є перспективним матеріалом для використання, оскільки його багато та він поновлюваний – це друге за обсягом джерело біомаси на Землі після целюлози. При цьому він біологічно розкладається, тобто може розщеплюватися в організмі. Але очищення крохмалю вимагає складної обробки", – пояснив співавтор дослідження хімік Університетського коледжу Лондона Адам Кленсі.
У новому дослідженні команда науковців для створення нановолокон використала техніку електропрядіння. В основі способу був електричний заряд, за допомогою якого нитки з борошна та рідини змушували проходити через кінчик голки на металеві пластину.
"У нашому дослідженні ми протягували нашу борошняну суміш за допомогою електричного заряду. Це буквально спагеті, але набагато менші", – додав Адам Кленсі.
Під час електропрядіння вчені використовували біле борошно, а не чистий крохмаль. Цей інгредієнт ускладнив роботу, оскільки в борошні більше домішок – білка та целюлози, які роблять суміш більш в’язкою та нездатною утворювати волокна.
Однак борошно вважають більш екологічно чистим складником для нановолокон.
Щоб вирішити проблему в’язкості борошна, вчені додавали до нього мурашину кислоту – речовина руйнує завеликі для нановолокон шари спіралей, з яких складається крохмаль.
Зрештою мурашина кислота випаровується, коли "паста" летить у повітрі за допомогою електричного заряду.
За допомогою створеної "нанопасти" група вчених виготовила килимок площею приблизно 2 сантиметри. Кожна окрема нитка у виробі настільки тонка, що побачити її можна лише під мікроскопом.
"Ми показали, що більш простий спосіб виготовлення нановолокон із борошна можливий. Наступним кроком буде дослідження властивостей цього виробу. Ми хотіли б знати, зокрема, як швидко він розпадається, як взаємодіє з клітинами, і чи можна виробляти його в більших масштабах", – сказав хімік Адам Кленсі.
Раніше американські дослідники розробили скафандр, який може перетворювати сечу на питну воду, подібно до костюма зі серії книжок Френка Герберта "Дюна".
