Tutkijat kehräsivät superlankaa merilevästä ja ravunkuoresta
Vahvan ja samalla joustavan materiaalin valmistaminen on materiaalisuunnittelun suurimpia haasteita: yleensä lujuuden lisääminen merkitsee joustavuudesta tinkimistä ja päinvastoin. Aalto-yliopiston, brasilialaisen São Paulon yliopiston ja kanadalaisen Brittiläisen Kolumbian yliopiston tutkijat onnistuivat selättämään haasteen yhdistämällä merilevästä saatavaa kumimaista alginaattia ravunkuoren kitiiniin ja kehräämällä yhdistelmän vahvaksi ja sitkeäksi langaksi.
”Halusimme luoda biomateriaalin, jossa yhdistyisivät kitiinin ja alginaatin parhaat puolet”, Aalto-yliopiston professori Orlando Rojas sanoo.
Valmistusta varten tutkijat muokkasivat sinirapujen kierrätetyistä kuorista saamaansa kitiiniä niin, että se sai positiivisen sähkövarauksen, ja pilkkoivat sen nanomittaisiksi hiukkasiksi. Koska alginaattimolekyylit ovat luonnostaan negatiivisesti varautuneita, ne vetävät puoleensa positiivisesti varautuneita kitiinihiukkasia. Kun nämä komponentit tuodaan kosketuksiin, alginaatti alkaa kiertyä kitiinihiukkasten ympärille ja muodostaa säikeitä, jotka asettuvat yhdensuuntaisiksi, kun lankaa vedetään ylöspäin.
Tutkijat tekivät useita kokeiluja selvittääkseen, minkä kokoiset kitiinihiukkaset toimivat langassa parhaiten ja missä suhteessa komponentteja kannattaa sekoittaa. Kitiinihiukkasten pituus vaikutti merkittävästi langan ominaisuuksiin. Pidemmistä hiukkasista valmistettu lanka oli vahvaa mutta katkesi kehrätessä useammin, todennäköisesti hiukkasten koon aiheuttamien epätasaisuuksien vuoksi. Kun hiukkaset olivat pienempiä, lanka oli joustavampaa ja kehrääminen onnistui helpommin.
Sekä kitiini että alginaatti ovat yhteensopivia ihmiselimistön kanssa, ja molemmat torjuvat myös mikrobien kasvua. Siksi tutkijat uskovat, että niistä tehty hybridimateriaali on erityisen lupaava erilaisissa biolääketieteen sovelluksissa.
”Materiaalille voi löytyä käyttökohteita esimerkiksi haavanhoidossa, lääkekuljettimien materiaalina sekä kudosteknologiassa”, sanoo Aalto-yliopiston tutkijatohtori Rafael Grande.
Tutkijat onnistuivat tuottamaan lankaa myös jatkuvatoimisena prosessina. Jatkotutkimus keskittyy prosessin kehittämiseen niin, että kehräys onnistuu yhä suuremmassa mittakaavassa.
Lisätietoja:
Professori Orlando Rojas
Aalto-yliopisto & FinnCERES – biomateriaalien osaamiskeskittymä
p. 050 512 4227
[email protected]
Tutkijatohtori Rafael Grande
Aalto-yliopisto
[email protected]
Linkki julkaisuun (ACS Sustainable Chem. Eng)
Lue lisää uutisia
Tutkimus: Matalan hierarkian organisaatioissa isoja periaatekysymyksiäkin ratkotaan porukalla Slackissa
Aalto-yliopiston alumni, vieraileva tutkijatohtori Lauri Pietinalho New Yorkin yliopiston Sternin kauppakorkeakoulusta ja Aalto-yliopiston apulaisprofessori Frank Martela selvittivät tuoreessa tutkimuksessa, miten matalan hierarkian organisaatiot käsittelevät yhteisiä toimintaperiaatteita vastakkainasettelutilanteissa ja miten auktoriteetti niissä toimii.
Fyysikot saivat bakteerit uimaan lähes täydellisissä riveissä
Bakteerien ohjaaminen onnistui magneettikentän avulla. Löytö auttaa ymmärtämään bakteeripopulaatioiden käyttäytymistä ja voi jatkossa auttaa esimerkiksi kehittämään uuden sukupolven materiaaleja, joista kaavaillaan apua muun muassa lääkkeiden kohdennettuun kuljettamiseen kehon sisällä.
Tutkijat loivat ainutlaatuisen ennustemallin kuvaamaan pandemian leviämistä maiden rajojen yli
Pohjoismainen yhteishanke pureutui koronaviruksen leviämiseen vuonna 2020. Tutkimuksen avulla voidaan jatkossa ennakoida paremmin, milloin ja mitkä matkustusrajoitukset ovat pandemiaolosuhteissa tarkoituksenmukaisia.