ابتكر علماء من جامعتي رايس وهيوستن مادة جديدة قوية بقوة المعادن ومرنة كالبلاستيك دون تلوث، وذلك من خلال استخدام مفاعل حيوي دوار، حوّلوا أنقى بوليمر حيوي على وجه الأرض إلى بديل عالي الأداء للبلاستيك، قادر على تحمل الحرارة، وإحداث نقلة نوعية في صناعة التغليف والإلكترونيات وتخزين الطاقة.
ابتكار مادة جديدة
وحسب موقع ساينس ديلي، فقد استخدم فريق البحث بدائل مستدامة بقيادة محمد مقصود رحمن، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية والفضائية بجامعة هيوستن والأستاذ المساعد في علوم المواد والهندسة النانوية بجامعة رايس، السليلوز البكتيري – أحد أكثر البوليمرات الحيوية وفرةً ونقاءً على وجه الأرض – كبديل قابل للتحلل الحيوي.
من جانبه قال سعدي، الباحث الرئيسي للدراسة المنشورة في مجلة Nature Communications، وطالب الدكتوراه في علوم المواد والهندسة النانوية في جامعة رايس: “تضمن نهجنا تطوير مفاعل حيوي دوار يوجه حركة البكتيريا المنتجة للسليلوز، وينظم حركتها أثناء النمو، ويعزز هذا التنظيم بشكل كبير الخصائص الميكانيكية للسليلوز الميكروبي، مما ينتج مادة قوية تضاهي بعض المعادن والزجاج، لكنها في الوقت نفسه مرنة وقابلة للطي وشفافة وصديقة للبيئة”.
وأضاف أنه “عادةً ما تتشكل ألياف السليلوز البكتيرية عشوائيًا، مما يحد من قوتها الميكانيكية ووظائفها، بفضل تسخير ديناميكيات السوائل المُتحكم بها داخل مفاعلهم الحيوي الجديد، حقق الباحثون محاذاةً موضعيةً لألياف السليلوز النانوية، مما أدى إلى إنتاج صفائح ذات قوة شد تصل إلى 436 ميجا باسكال”.
ويتميز البحث بأنه متعدد التخصصات، فيجمع بين علوم المواد والبيولوجيا والهندسة النانوية، ويتوقع العلماء أن تصبح هذه الصفائح السليلوزية البكتيرية القوية ومتعددة الوظائف والصديقة للبيئة منتشرة في كل مكان، لتحل محل البلاستيك في مختلف الصناعات، وتساعد في التخفيف من الضرر البيئي.