Nauja biologinė medžiaga pagal stiprumą pralenkia net keramiką
Vo­rų šil­kas il­gai iš­lai­kė stip­riau­sios na­tū­ra­lios bio­lo­gi­nės me­džia­gos ti­tu­lą. Moks­li­nin­kai dau­ge­lį me­tų įvai­riais bū­dais jį ban­dė pa­nau­do­ti, sten­gė­si su­kur­ti kaž­ką nau­jo ir net pa­ge­rin­ti jo sa­vy­bes. Pa­na­šu, kad da­bar „KHT Ka­ra­liš­ko­jo tech­no­lo­gi­jų ins­ti­tu­to“ moks­li­nin­kams pa­vy­ko pa­siek­ti aki­vaiz­dų prog­re­są. Jie skel­bia, kad su­kū­rė nau­ją bio­lo­gi­nę me­džia­gą iš me­džio na­no­vamz­de­lių, ku­rie pa­ge­ri­na vo­rų šil­ko re­kor­dą.

Medis yra viena iš stipriausių gamtoje sutinkamų medžiagų, tačiau tai nereiškia, kad ji negali būti dar geresnė. Tyrėjai neseniai „tankino“ medžiagą, kad pagamintų tai, ką jie pavadino „super mediena“. Ji pasirodė esanti tokia pat stipri kaip plienas. Apie tai plačiau jau rašėme kiek ankščiau.

Tiek ankstesni, tiek ir dabartiniai mokslininkų darbo objektai yra vadinamieji celiuliozės nanopluoštai (CNFs). Šie mažyčiai pluoštai sujungiami taip, kad medienos ląstelių sienelės būtų stiprios ir standžios, o sprendimų kaip jas surinkti nanolygmenyje paieškos padėjo tyrėjų komandai sukurti stipresnę medžiagą.

„KTH“ mokslininkai naudojo srauto surinkimo techniką, kuri įtraukia vandenyje esančius nanopluoštus į 1 mm pločio kanalus. Dejonizuoto ir žemo pH vandens tėkmė padeda surikiuoti nanopluoštus teisinga kryptimi ir savarankiškai juos suformuoti į kompaktiškai supakuotą pluoštą. Gauta naujoji medžiaga yra stipri, standi, lengva ir pakankamai didelė, kad galėtų būti panaudota praktiškai. Tyrėjų komanda teigia, kad jų sukurta naujoji medžiaga yra „stipriausia iki šiol pagaminta biologinė medžiaga.“

„Biologiškai pagamintas nanoceliuliozės pluoštas yra 8-nis kartus tvirtesnis ir pasižymi stiprumu lenkiančiu natūralų voro šilko pluoštą, kuris yra laikomas stipriausia biologine medžiaga“, – sakė vienas iš tyrimo autorių Daniel‘as Söderberg‘as. „Konkreti naujosios medžiagos jėga yra didesnė nei metalų, lydinių, keramikos ir E-stiklo pluoštų.“

Kalbant skaičiais, komanda išmatavo, kad naujosios medžiagos standumo stiprumas yra 86 gigapaskaliai, o tempimo stiprumas siekia 1,57 gigapaskalius. Nustatyta, kad net ir silpniausias jų pagamintas pluoštas yra stipresnis už ankščiau pagamintus CNF (celiuliozės nanopluoštus aut. past.)

Tyrėjų teigimu šią techniką galima naudoti stiprių ir lengvų medžiagų gamybai, kurios galėtų būti panaudotos statant lėktuvus, automobilius, dviračius ir baldus. Mokslininkai mano, kad naudojant šią techniką galima surinkti ir kitus nanopluoštus, pavyzdžiui, anglies vamzdelius. Tad ateityje galime tikėtis sulaukti ir daugiau gerų žinių iš „KTH“ mokslininkų.