Araştırmacılar, Plastiğin Yerine Kullanılacak Malzeme Ürettiler

Aalto Üniversitesi ve VTT (Finlandiyalı Teknik Araştırma Merkezi) bilim adamları, ahşap selüloz elyaflarını ve örümcek ağ ipliklerinde bulunan ipek proteinini birleştirerek yeni bir biyo-bazlı malzeme ürettiler.

Çok sağlam ve esnek olan bu malzeme, ileride biyo-bazlı kompozitlerin bir parçası olarak plastiğin yerine geçerek tıbbi uygulamalar, cerrahi elyaflar, tekstil endüstrisi ve ambalajlamada kullanılabilir.

Dayanılabilirlik ve uzayabilirlik elde etmek şu ana kadar malzeme mühendisliğinde en büyük zorluklardan biri oldu. Dayanıklılığın arttırılması, uzayabilirliği kaybetme ve bunun tersi anlamına geliyor. Yeni malzeme bu zorluğun üstesinden gelmeyi başardı.

Aalto Üniversitesi’nden Profesör Markus Linder’e göre doğa, bu araştırmada kullanılan sağlam ve kolayca elde edilebilir selüloz ile sert ve esnek ipek gibi yeni malzemeler geliştirmek için harika malzemeler sunuyor. Her iki malzemenin avantajı plastikten farklı olarak biyolojik olarak parçalanabilir olmaları ve mikro plastiklerin yaptığı gibi doğaya zarar vermemeleridir.

Araştırmaya liderlik eden Linder, “Araştırmacılarımızın tabiat varlıklarını yeniden üretebilmeleri gerekiyor.” dedi.

VTT’de görevli araştırmacı bilim adamı Pezhman Mohammadi, “Huş ağacı küspesi kullandık, selüloz nanofibrilleri parçaladık ve sert bir iskeleye dizdik. Aynı zamanda, selülozik ağa yumuşak ve enerji tüketen bir örümcek ipek yapışkan matrisi ile sızdık.” diye konuştu. 

İpek, ipekböceği gibi hayvanlar tarafından salgılanan ve aynı zamanda örümcek ağı ipliklerinde bulunan doğal bir proteindir. Ancak, Aalto Üniversitesi araştırmacıları tarafından kullanılan örümcek ağı ipeği, aslında örümcek ağlarından alınmamakta, bunun yerine sentetik DNA’lı bakteri kullanan araştırmacılar tarafından üretilmektedir.

Linder, “DNA’nın yapısını bildiğimiz için onu kopyalayabilir ve bunu örümcek ağı ipliklerinde bulunanlara kimyasal olarak benzeyen ipek protein moleküllerini üretmek için kullanabiliriz. DNA, içeriğinde tüm bu bilgilere sahip.” ifadelerini kullandı.

Mohammadi ise şunları söyledi: “Çalışmamız protein mühendisliği için yeni ve çok yönlü olanakları gösteriyor. Gelecekte, biraz farklı yapı taşlarıyla benzer kompozitler üretebilir ve diğer uygulamalar için farklı özellikler elde edebiliriz. Şu anda implant olarak yeni kompozit malzemeler üretmek, direnç nesneleri ve diğer ürünleri etkilemek için çalışıyoruz.”

Araştırma projesi Biyosentetik Hibrit Malzemelerin Moleküler Mühendisliği (HYBER) Merkezindeki çalışmaların bir parçasıdır. Araştırma Science Advances’te yayınlandı.