Uutiset

Tutkijat kehräsivät superlankaa merilevästä ja ravunkuoresta

Ravunkuoren kitiini antaa langalle lujuutta, ja levän alginaatti tekee siitä joustavaa. Uusi biomateriaali sopii erityisesti lääketieteen sovelluksiin, sillä sekä kitiinillä että alginaatilla on antimikrobisia ominaisuuksia.
Ravunkuorista ja merilevästä tehtyä lankaa
Kun kitiini (vaaleanpunainen) ja alginaatti (vaaleansininen) tuodaan kosketuksiin, alginaatti alkaa kiertyä kitiinihiukkasten ympärille ja muodostaa säikeitä, jotka asettuvat yhdensuuntaisiksi, kun lankaa vedetään ylöspäin. Kuva: Rafael Grande

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)

 

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lisää tästä aiheesta

Taiteellinen kuva panssaroidusta superhydrofobisesta pinnasta, joka kestää iskuja ja hylkii nesteitä tehokkaasti. Kuva: Juha Juvonen.
Yhteistyö, Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Vettä hylkivä panssaripinnoite voi pian tehostaa aurinkopaneeleja ja tuoda suksiin lisäluistoa

Kesäkuussa Aalto-yliopiston tutkijat kertoivat kehittämästään pinnoitteesta Nature-lehdessä. Nyt pinnoitteesta aletaan kehittää lukuisia kaupallisia sovelluksia muun muassa rakennus- ja elektroniikkateollisuuden kanssa.
The computer game could help in the treatment of depression alongside therapy and drug treatment. Picture: Matias Palva’s research group, Aalto University.
Mediatiedotteet Julkaistu:

Tutkijat kehittävät tietokonepeliä masennuksen hoitoon

Terapeuttisen toimintavideopelin pelaaminen voi helpottaa masennuspotilaiden oireita ja parantaa heidän kognitiivista toimintakykyään.
putretti-lannoite
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Tutkijat kehittivät tuhkasta ja kompostista metsien täsmälannoitteen

Putretiksi nimetty lannoite sisältää fosforia, kaliumia, hiiltä ja hitaasti vapautuvaa typpeä, jotka edistävät puiden kasvua. Sen valmistus kuluttaa selvästi vähemmän energiaa kuin keinolannoitteiden ja vähentää myös louhimisen tarvetta.
An electron microscope image of the device used to extract entangled electrons
Mediatiedotteet Julkaistu:

Askel kohti lähes rajatonta laskentatehoa – tutkijat loivat kvanttilomittumista lämmön avulla

Helppo ja hallittava kvanttilomittuminen lisää kokonaislaskentakapasiteettia ja mahdollistaa muun muassa kvanttisalauksen eli turvallisen tiedonsiirron suurillakin etäisyyksillä.