Nghiên cứu thành công vật liệu sinh học bền hơn tơ nhện

Các nhà khoa học mô phỏng thành công quá trình hình thành răng của con sao sao và ứng dụng để tạo ra vật liệu bền ngang sợi carbon, có thể phân hủy sinh học.

Nghiên cứu thành công vật liệu sinh học bền hơn tơ nhện
Vật liệu lấy ý tưởng từ sao sao được nhuộm màu xanh trong phòng thí nghiệm. (Ảnh: Đại học Portsmouth)

Nghiên cứu công bố hôm 7/7 trên tạp chí Nature Communications cho thấy vật liệu sinh học mới có thể nâng cấp để trở nên siêu bền, sánh ngang với độ bền và mềm dẻo của vật liệu nhân tạo nhưng không tạo ra phế thải độc hại. "Vật liệu nhân tạo hoàn toàn như Kevlar được sử dụng rộng rãi, nhưng quá trình sản xuất có thể độc hại, việc tái chế cũng khó khăn và tốn kém. Vật liệu chúng tôi tạo ra ở đây bền vững hơn nhiều về nguồn và quá trình sản xuất, có thể phân hủy sinh học ở cuối vòng đời", trưởng nhóm nghiên cứu Robin Rumney đến từ Trường dược phẩm và khoa học y sinh thuộc Đại học Portsmouth, cho biết.

Năm 2015, giới nghiên cứu phát hiện vật liệu sinh học bền nhất thế giới thuộc về sao sao, loài động vật biển thân mềm có lớp vỏ hình nón, thường bám vào đá. Chúng sử dụng chiếc lưỡi phủ đầy răng siêu nhỏ để cạo thức ăn trên đá và cho vào miệng. Những chiếc răng này chứa hợp chất cứng nhưng không kém phần linh hoạt, bền hơn nhiều so với tơ nhện và có thể sánh ngang với những vật liệu nhân tạo, bao gồm sợi carbon và Kevlar.

Loading...

Độ bền cực cao của răng sao sao là kết quả từ cấu trúc độc đáo chứa các sợi chitin, kết hợp với tinh thể goethite mịn, một loại khoáng chất chứa sắt. Những sợi này đan xen vào nhau theo cách tương tự như sợi carbon được sử dụng để gia cố nhựa.

Nhằm phát triển vật liệu, nhóm nghiên cứu phát triển phương pháp lắng chitin và oxit sắt trên thủy tinh bọc huyết thanh, tương tự quá trình ở răng sao sao. Sau 2 tuần, các hợp chất tự tạo thành cấu trúc tương tự bộ phận của sao sao gọi là lưỡi bào, từ đó phát triển thành răng. Rumney mất 6 tháng để thiết kế quá trình này.

Sau khi mô phỏng thành công quá trình hình thành răng của sao sao, nhóm nghiên cứu có thể sản xuất mẫu vật vật liệu sinh học rộng 0,5 cm bằng cách khoáng hóa chitin. Tiếp theo, Rumney và cộng sự sẽ khám phá khả năng tăng kích thước những đĩa nhỏ này và sản xuất hàng loạt, qua đó thay thế sử dụng nhựa bằng sản phẩm sinh học không độc hại.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Top 12 hòn đảo bỏ hoang đẹp và đáng sợ trên thế giới

Top 12 hòn đảo bỏ hoang đẹp và đáng sợ trên thế giới

Trên thế giới có rất nhiều hòn đảo bị bỏ hoang dù trước đó từng là nơi sinh sống của đông đảo người dân, nguyên nhân có thể do thiên tai, chiến tranh, bệnh dịch...

Đăng ngày: 10/07/2022
Những sự thật về môn địa lý mà bạn có thể không được học ở trường

Những sự thật về môn địa lý mà bạn có thể không được học ở trường

Tìm hiểu những sự thật này có thể mang lại cho bạn một góc nhìn mới về hành tinh Trái đất xinh đẹp của chúng ta.

Đăng ngày: 10/07/2022
Những thành phố bên sông nổi tiếng thế giới

Những thành phố bên sông nổi tiếng thế giới

Vienna (Áo), St Petersburg (Nga), Paris (Pháp), London (Anh)... là những thành phố bên sông được quy hoạch một cách hợp lý nhằm đảm bảo sự thuận tiện về thủy lợi và sự hài hòa về kiến trúc.

Đăng ngày: 09/07/2022
Bí mật nhà máy điện địa nhiệt xưa nhất thế giới ở

Bí mật nhà máy điện địa nhiệt xưa nhất thế giới ở "Thung lũng của quỷ"

Nhà máy điện địa nhiệt đầu tiên và lâu đời nhất trên thế giới nằm ẩn giấu trong một góc yên tĩnh của vùng Tuscany, Ý, được gọi là " Thung lũng của quỷ".

Đăng ngày: 09/07/2022
Dữ liệu Google chỉ ra ác mộng phổ biến ở 7 quốc gia: Sợ ong, sợ đi khám và cả người yêu cũ

Dữ liệu Google chỉ ra ác mộng phổ biến ở 7 quốc gia: Sợ ong, sợ đi khám và cả người yêu cũ

Nhóm nghiên cứu đã phân tích dữ liệu tìm kiếm Google để hé lộ nỗi ám ảnh trong mơ của người Mỹ, Úc, Pháp, Đức, Việt Nam...

Đăng ngày: 09/07/2022
Tìm thấy mẫu nước 1,2 tỉ năm tuổi có nồng độ nguyên tố phóng xạ cao chưa từng thấy

Tìm thấy mẫu nước 1,2 tỉ năm tuổi có nồng độ nguyên tố phóng xạ cao chưa từng thấy

Một nhóm nghiên cứu đã tìm thấy nước có nồng độ nguyên tố phóng xạ ở độ sâu 3km bên dưới mỏ vàng và uranium tên Moab Khotsong (Nam Phi), nguồn nước này ít nhất 1,2 tỉ năm tuổi.

Đăng ngày: 09/07/2022
Cái nhìn mới về khoáng chất, có thể thay đổi cách chúng ta tìm kiếm sự sống

Cái nhìn mới về khoáng chất, có thể thay đổi cách chúng ta tìm kiếm sự sống

Nghiên cứu cũng cho thấy Trái đất có thể đã sẵn sàng cho sự sống hình thành sớm hơn những gì người ta thường nghĩ.

Đăng ngày: 08/07/2022
Tiêu điểm
Khoa Học News