Περιεχόμενα Άρθρου
Καλή τύχη προσπαθώντας να περιστρέψετε το πιρούνι σας γύρω από το λεπτότερο κομμάτι μακαρόνια στον κόσμο. Αυτή η νανοΐνα είναι περίπου 200 φορές πιο λεπτή από μια ανθρώπινη τρίχα και δημιουργήθηκε από μια ομάδα στο University College του Λονδίνου (UCL). Αν και δεν θα μπει σύντομα στο μενού ενός ιταλικού εστιατορίου, αυτή η δημιουργία μαγειρεύτηκε σε εργαστήριο επειδή οι νανοΐνες έχουν ευρείες εφαρμογές στην ιατρική και το βιομηχανικό σχεδιασμό. Η μικροσκοπική ίνα περιγράφεται λεπτομερώς στο α μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 21 Νοεμβρίου στο περιοδικό Προόδους στη Νανοκλίμακα.
Το επόμενο λεπτότερο γνωστό ζυμαρικό είναι su filindeu–ή κλωστές του Θεού– και φτιάχνεται στο χέρι από έναν παρασκευαστή ζυμαρικών στην πόλη Nuoro της Σαρδηνίας. Το Su Fillineu υπολογίζεται σε περίπου 400 μικρά πλάτος, καθιστώντας το περίπου 1.000 φορές παχύτερο από αυτό το νέο εργαστηριακό δημιούργημα με ηλεκτροϊνοποίηση. Στα 372 νανόμετρα, αυτό το νέο εργαστηριακό μακαρόνι είναι στενότερο από ορισμένα μήκη κύματος φωτός.
«Δεν νομίζω ότι είναι χρήσιμο ως ζυμαρικό, δυστυχώς, καθώς θα παραβράσει σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο, προτού προλάβετε να το βγάλετε από το τηγάνι», ο συν-συγγραφέας της μελέτης και επιστήμονας φαρμακευτικών υλικών του UCL, Gareth Williams. είπε σε δήλωση.
Τι είναι οι νανοΐνες;
Νανοΐνες είναι οποιοδήποτε ινώδες υλικό που είναι μικρότερο από 100 νανόμετρα (nm). Ένα νανόμετρο ισούται με ένα δισεκατομμυριοστό του μέτρου. Για κλίμακα, α Τα ανθρώπινα μαλλιά έχουν πλάτος περίπου 80.000 έως 100.000 νανόμετρα.
Νανοΐνες που κατασκευάζονται από αμυλούχα φυτικά υλικά που αποθηκεύουν περίσσεια γλυκόζης είναι ιδιαίτερα ελπιδοφόρα. Θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε επιδέσμους που βοηθούν στην επούλωση των πληγών, επειδή τα χαλάκια από νανοϊνες είναι πολύ πορώδη. Αυτό επιτρέπει στο νερό και την υγρασία στην πληγή, αλλά κρατά τα βακτήρια έξω. Θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί ως ένας τύπος σκαλωσιάς για την αναγέννηση των οστών και για τη μεταφορά φαρμάκων στο σώμα.
[Related: Silkworm-inspired weaving techniques can produce better nanofibers.]
«Επιπλέον, οι νανοΐνες διερευνώνται για χρήση ως ικρίωμα για την αναγέννηση του ιστού, καθώς μιμούνται την εξωκυτταρική μήτρα – ένα δίκτυο πρωτεϊνών και άλλων μορίων που κατασκευάζουν τα κύτταρα για να στηριχθούν», δήλωσε ο Willams.
Ωστόσο, αυτοί οι τύποι νανοϊνών βασίζονται στο άμυλο που εξάγεται από φυτικά κύτταρα και καθαρίζεται. Η εξαγωγή του αμύλου απαιτεί μεγάλη ποσότητα ενέργειας και νερού, επομένως οι χημικοί αναζητούν έναν πιο αποτελεσματικό τρόπο για να κλωστούν αυτές οι νανοΐνες.
«Το άμυλο είναι ένα πολλά υποσχόμενο υλικό για χρήση καθώς είναι άφθονο και ανανεώσιμο –είναι η δεύτερη μεγαλύτερη πηγή βιομάζας στη Γη, πίσω από την κυτταρίνη– και είναι βιοδιασπώμενο, που σημαίνει ότι μπορεί να διασπαστεί στο σώμα», συντάκτης της μελέτης και Ο χημικός του UCL Adam Clancy είπε σε δήλωση. «Αλλά ο καθαρισμός του αμύλου απαιτεί πολλή επεξεργασία».
Μια πιο φιλική προς το περιβάλλον μέθοδος θα ήταν η δημιουργία νανοϊνών απευθείας από ένα πλούσιο σε άμυλο συστατικό όπως το αλεύρι. Άλλωστε το αλεύρι είναι η βάση για τα ζυμαρικά.
Αλάτι, λίπος, μυρμηκικό οξύ, θερμότητα
Στο νέα μελέτη, η ομάδα περιγράφει την παρασκευή μακαρονιών που έχουν πλάτος μόλις 372 νανόμετρα. Για να γίνει αυτό, χρησιμοποίησαν μια τεχνική που ονομάζεται ηλεκτροϊνοποίηση. Ένα ηλεκτρικό φορτίο τραβάει νήματα από αλεύρι και υγρό μέσα από την άκρη μιας βελόνας. Αυτή η εξαιρετικά λεπτομερής εργασία πραγματοποιήθηκε από τη φοιτήτρια του UCL Beatrice Britton ως μέρος του μεταπτυχιακού της στη χημεία.
«Για να φτιάξεις σπαγγέτι, σπρώχνεις ένα μείγμα νερού και αλευριού μέσα από μεταλλικές τρύπες», είπε η Κλάνσι. «Στη μελέτη μας, κάναμε το ίδιο, εκτός από το ότι τραβήξαμε το μείγμα του αλευριού μας με ηλεκτρικό φορτίο. Είναι κυριολεκτικά σπαγγέτι αλλά πολύ μικρότερο».
Η βελόνα που περιέχει το μείγμα και η μεταλλική πλάκα όπου εναποτίθεται το μείγμα δημιουργήστε δύο άκρα μιας μπαταρίας. Η προσθήκη ηλεκτρικού φορτίου κάνει το μείγμα να ολοκληρώσει το κύκλωμα. Ρεύματα έξω από τη βελόνα και πάνω στη μεταλλική πλάκα.
Επίσης, η ηλεκτροϊνοποίηση με χρήση συστατικού πλούσιου σε άμυλο όπως το λευκό αλεύρι είναι πιο δύσκολη από τη χρήση καθαρού αμύλου. Το αλεύρι έχει περισσότερες ακαθαρσίες –την πρωτεΐνη και την κυτταρίνη– που κάνουν το μείγμα πιο παχύρρευστο και ανίκανο να σχηματίσει ίνες.
Για να εξηγηθεί αυτό, η ομάδα χρησιμοποίησε αλεύρι και μυρμηκικό οξύ αντί για νερό. Το μυρμηκικό οξύ διασπά τις γιγάντιες στοίβες των σπειρών –ή ελίκων– που αποτελούν το άμυλο. Το οξύ τα σκίζει επειδή τα στρώματα των ελίκων που είναι κολλημένα μεταξύ τους είναι πολύ μεγάλα για να είναι τα δομικά στοιχεία των νανοϊνών. Η θερμότητα από το μαγείρεμα έχει την ίδια επίδραση στο άμυλο με το μυρμηκικό οξύ. Ξεσκίζει τα στρώματα των ελίκων, κάνοντας τα ζυμαρικά εύπεπτα.
[Related: New material neutralizes 96-percent of virus cells using nanospikes.]
Το μυρμηκικό οξύ τελικά εξατμίζεται καθώς το νουντλ πετάει μέσω του αέρα προς τη μεταλλική πλάκα. Έπρεπε και η ομάδα ζεστάνετε προσεκτικά το μείγμα για αρκετές ώρες πριν προλάβουν να το κρυώσουν σιγά σιγά και να αποκτήσουν τη σωστή συνοχή.
Τα νέα «νανοζυμαρικά» σχημάτισαν επίσης ένα χαλί νανοΐνες διαμέτρου περίπου 2 εκατοστών (λιγότερο από μία ίντσα).. Ενώ το ίδιο το χαλί είναι ορατό, κάθε μεμονωμένο σκέλος είναι πολύ στενό για να αποτυπωθεί καθαρά από οποιαδήποτε μορφή κάμερας ή μικροσκοπίου ορατού φωτός. Για να μετρήσει τα πλάτη τους, η ομάδα χρησιμοποίησε ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης.
«Δείξαμε ότι είναι εφικτός ένας απλούστερος τρόπος για να φτιάχνεις νανοΐνες χρησιμοποιώντας αλεύρι», είπε ο Κλάνσι. «Το επόμενο βήμα θα ήταν η διερεύνηση των ιδιοτήτων αυτού του προϊόντος. Θα θέλαμε να μάθουμε, για παράδειγμα, πόσο γρήγορα αποσυντίθεται, πώς αλληλεπιδρά με τα κύτταρα και αν θα μπορούσατε να το παράγετε σε κλίμακα».
ΔΕΙΤΕ ΤΕΛΕΥΤΑΙΟΥΣ ΟΔΗΓΟΥΣ ΔΩΡΩΝ
VIA: popsci.com
