Połączenie nanowłókien celulozowych i peptydów tworzy papier wodoodporny, który może zrewolucjonizować pakowanie i zastąpić tworzywa sztuczne.

W obliczu globalnego zapotrzebowania na materiały przyjazne dla środowiska, Wydział Chemii, Materiałów i Inżynierii Chemicznej „Giulio Natta” Politechniki Mediolańskiej we Włoszech, we współpracy z Uniwersytetem Aalto w Finlandii, Fińskim Centrum Badań Technicznych VTT i Instytutem CNR SCITEC, z powodzeniem opracował zrównoważony papier hydrofobowy o wysokiej wytrzymałości i wodoodporności. Ten materiał, dzięki wykorzystaniu nanowłókien celulozowych (CNF) jako materiału bazowego i innowacyjnemu dodaniu krótkich łańcuchów białek (sekwencje peptydów), nie tylko zapewnia biodegradowalny zamiennik dla tradycyjnych materiałów na bazie ropy naftowej, ale także pokazuje potencjał zastosowania w pakowaniu i urządzeniach biomedycznych.

Innowacyjne metody: połączenie nanowłókien celulozowych z peptydami

Nanowłókna celulozowe (CNF) to naturalne włókna pochodzące z celulozy, odnawialnego i biodegradowalnego źródła. Ze względu na swoją wytrzymałość i wszechstronność zyskują coraz większe zainteresowanie. W tych badaniach CNF wykorzystano jako materiał bazowy i innowacyjnie dodano krótkie łańcuchy białek (sekwencje peptydów) bez konieczności modyfikacji chemicznej.

Naukowcy z SupraBioNanoLab na Politechnice Mediolańskiej wykorzystali tę supramolekularną metodę do znacznego zwiększenia wydajności materiału. Badania pokazują, że nawet dodanie niewielkiej ilości peptydów (mniej niż 0,1%) może znacznie poprawić wytrzymałość mechaniczną i odporność na zużycie materiału. Członek zespołu badawczego Elisa Marelli powiedziała, że sekwencje peptydów wiążą się z nanowłóknami, poprawiając właściwości strukturalne materiału, dzięki czemu są one bardziej odporne na zużycie, co stanowi przełom w dziedzinie materiałów ekologicznych.

Wprowadzenie atomów fluoru i poprawa właściwości

Aby jeszcze bardziej wzmocnić hydrofobowość materiału, naukowcy wprowadzili atomy fluoru do sekwencji peptydów. To ulepszenie tworzy uporządkowaną hydrofobową warstwę, dzięki czemu materiał ma doskonałe właściwości wodoodporne, jednocześnie zachowując biokompatybilność i zrównoważony charakter.

Inny członek zespołu badawczego, Pierangelo Metrangolo, podkreślił, że postęp ten otwiera nowe możliwości opracowywania biomateriałów o wydajności porównywalnej z materiałami na bazie ropy naftowej, osiągając podwójny cel wysokiej wydajności i niskiego wpływu na środowisko.

Zastosowania w zrównoważonym opakowaniach i biomedycynie

Ten nowy biomateriał nie tylko dorównuje materiałom pochodzącym z ropy naftowej pod względem wydajności, ale także ma znaczące korzyści środowiskowe. Jego doskonałe właściwości hydrofobowe sprawiają, że jest idealnym wyborem do zrównoważonych opakowań, zwłaszcza do żywności, która musi być chroniona przed wilgocią. A jego biokompatybilność otwiera szerokie możliwości zastosowań w urządzeniach biomedycznych, takich jak implanty i systemy dostarczania leków.

Wpływ na przyszłość

Badanie to, zatytułowane „Samodzielne składanie nanowłókien celulozowych i krótkich peptydów w celu poprawy wytrzymałości mechanicznej i właściwości barierowych”, zostało opublikowane w czasopiśmie Materials Chemistry B i w pełni pokazuje potencjał tego materiału do promowania zrównoważonego rozwoju. Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem rynku na ekologiczne alternatywy, ten zrównoważony papier hydrofobowy może być szeroko stosowany w wielu dziedzinach, stając się kamieniem milowym w rozwoju zielonych technologii materiałowych.

Referencje:

• “Nanocellulose-short peptide self-assembly for improved mechanical strength and barrier performance” by Alessandro Marchetti, Elisa Marelli, Greta Bergamaschi, Panu Lahtinen, Arja Paananen, Markus Linder, Claudia Pigliacelli and Pierangelo Metrangolo, 19 August 2024, Journal of Materials Chemistry B.
• This Water-Resistant Paper Could Revolutionize Packaging and Replace Plastic
• Połączenie nanowłókien i peptydów poprawia wodoodporność papieru hydrofobowego.
  

(Źródło pierwszego zdjęcia: generowane przez AI)

W zakresie szlifowania oferujemy indywidualne dostosowanie. Możemy modyfikować proporcje zgodnie z Twoimi potrzebami, aby osiągnąć najwyższą wydajność.

Zapraszamy do kontaktu, nasi specjaliści odpowiedzą na Twoje pytania.

Jeśli potrzebujesz wyceny, skontaktuj się z nami.

Godziny obsługi klienta: poniedziałek – piątek 09:00-18:00

Numer kontaktowy：07 223 1058

Jeśli masz jakieś pytania, zapraszamy do wysłania wiadomości prywatnej na Facebooku!

Nasza strona na FB：https://www.facebook.com/honwaygroup

• Facebook
• LinkedIn
• 郵件

Być może zainteresują cię inne artykuły…