Bakteriler daha iyi çatlamaya dayanıklı malzemeler yapabilir mi?

Biyolojik sistemler, büyüme ve yenilenme için canlı hücreleri kullanabilir, ancak mühendislik sistemleri şimdiye kadar yapamaz veya yapamazdı.

Qiming Wang ve diğer araştırmacılar, Güney Kaliforniya Üniversitesi Viterbi Mühendislik Okulu, güçlü ve dayanıklı mühendislik malzemeleri oluşturmak için canlı bakterilerden yararlanıyor. bu ABD Ulusal Bilim Vakfı-finansmanlı araştırma yayınlandı Gelişmiş Malzemeler.

Wang, “Malzemeler yaşıyor ve kendi kendine büyüyor” dedi. “Yüzyıllar boyunca, özellikle de bu minik yapıları gözlemlemek için mikroskopların icat edilmesinden sonra, doğal malzemelerin gelişmiş mikro yapılarına hayran kaldık. Şimdi ileriye doğru önemli bir adım atıyoruz. Canlı bakterileri, yapılamayacak yapıları doğrudan büyütmek için bir araç olarak kullanıyoruz. bize ait.”

Araştırmacılar, üreaz adı verilen bir enzimi salgıladığı bilinen spesifik bakterilerle çalışıyor. Üreaz, üre ve kalsiyum iyonlarına maruz kaldığında, kemiklerde veya dişlerde bulunan güçlü bir mineral bileşik olan kalsiyum karbonat üretir. Wang, “Araştırmamızdaki en önemli yenilik,” dedi, “bakterilere, doğal mineralize kompozitlerdekilere benzer mikro yapılar elde etmek için kalsiyum karbonat mineralleri yetiştirmeleri için rehberlik etmemizdir.”

Wang, “bakteriler zamandan ve enerjiden nasıl tasarruf edeceklerini biliyorlar. Kendi zekalarına sahipler ve biz onların zekasını tamamen sentetik seçeneklerden daha üstün olan hibrit malzemeler tasarlamak için kullanabiliriz” diye ekledi.

Wang, canlı bakteri ve sentetik malzemeleri birleştirerek, bu yeni canlı malzemenin şu anda kullanımda olan herhangi bir doğal veya sentetik malzemeden daha üstün mekanik özellikler gösterdiğini söyledi.

NSF’nin Mühendislik Müdürlüğü program direktörü Nakhiah Goulbourne, “Bu araştırmacıların ortaya çıkardığı hibrit malzeme, biyomineralizasyonu yeni ve heyecan verici bir şekilde yönlendirdi” dedi. “Bunun sivil altyapı ve diğer yapısal malzemeler için önemli etkileri olabilir.”