А в чем тренд?
Нанотехнологии — один из перспективных инструментов в решении глобальных проблем. Манипулируя материалами в наномасштабе, исследователи открыли новые возможности в различных областях, включая энергетику, здравоохранение, сельское хозяйство, строительство, транспорт и охрану окружающей среды.
Группа исследователей из Университета Лондона (UCL) создала волокна, которые в 200 раз тоньше человеческого волоса. Эти нановолокна изготовлены из муки.
Что такое нановолокна
Нановолокна — любые волокнистые материалы, размер которых меньше 100 нанометров (нм). Для сравнения: человеческий волос имеет толщину от 80 тыс. до 100 тыс. нм. Как отмечают исследователи, особенно перспективны нановолокна, изготовленные из крахмалистых растительных материалов, которые накапливают избыток глюкозы. Их можно использовать в повязках, способствующих заживлению ран, поскольку материал из нановолокон очень пористый. Он позволяет воде и влаге проникать в рану, но не пропускает бактерии. «Кроме того, нановолокна изучаются на предмет использования в качестве «строительных лесов» для регенерации тканей, поскольку они имитируют внеклеточный матрикс — сеть белков и других молекул, которые клетки строят для своей поддержки», — объяснил один из авторов исследования, ученый Гарет Уильямс.
Однако для создания таких нановолокон необходимо извлечь крахмал из растительных клеток и очистить его. Этот процесс требует большого количества энергии и воды, поэтому химики ищут более эффективный способ получения нановолокон. «Крахмал — перспективный материал для использования, так как он распространен и возобновляем. Это второй по величине источник биомассы на Земле после целлюлозы, и он может быть расщеплен в организме. Но очистка крахмала требует большой переработки», — добавил соавтор исследования, химик UCL Адам Клэнси. Более экологичный метод — создание нановолокон из муки, уверены ученые.
Как создавались самые тонкие нановолокна из муки
Команде университета удалось создать нановолокна размером 372 нм. Для этого они использовали технику под названием электроспиннинг. «Чтобы приготовить спагетти, нужно протолкнуть смесь воды и муки через металлические отверстия. В нашем исследовании мы проделали то же самое, только проталкивали мучную смесь с помощью электрического заряда», — рассказал Адам Клэнси.
Также ученые добавили, что электроспиннинг с использованием белой муки более сложен, чем с использованием чистого крахмала. В муке больше примесей — белка и целлюлозы. Поэтому исследователи использовали муку и муравьиную кислоту, а не воду при создании нановолокон. Муравьиная кислота разрушает спирали, из которых состоит крахмал. Слои склеенных друг с другом спиралей слишком велики, чтобы служить строительными блоками нановолокон. Для понимания: процесс варки оказывает на крахмал такое же воздействие, как и муравьиная кислота, — разрушает слои спиралей, делая макароны легкоусвояемыми.
«Мы показали, что более простой способ изготовления нановолокон из муки возможен. Следующим шагом будет изучение свойств этого продукта. Например, мы хотели бы знать, как быстро он распадается, как он взаимодействует с клетками и можно ли производить его в больших масштабах», — подытожили авторы статьи.
➤ Подписывайтесь на телеграм-канал «РБК Трендов» — будьте в курсе последних тенденций в науке, бизнесе, обществе и технологиях.