u materyal, geniş bir kullanım alanına sahip olma potansiyeli taşıyor. Yakın zamanda tek kullanımlık su şişeleri, çevre dostu ambalajlar ve hatta yara örtüleri gibi günlük ürünlerde kullanılabilir. Tüm bu uygulamalar, doğada bol miktarda bulunan ve biyolojik olarak parçalanabilen bir biyopolimer olan bakteriyel selüloza dayanıyor.
“Bu güçlü, çok işlevli ve çevre dostu bakteriyel selüloz tabakalarının, plastiklerin yerini alarak çeşitli sektörlerde yaygınlaşmasını ve çevresel zararı azaltmasını öngörüyoruz,” diyor Rahman. Araştırmalarını Nature Communications dergisinde yayımlayan Rahman, “Basit, tek aşamalı ve ölçeklenebilir bir alttan yukarıya stratejiyle, döner kültür cihazında sıvı akışından gelen kayma kuvvetleri kullanarak hizalanmış nanofibrillere sahip sağlam bakteriyel selüloz tabakaları ve çok işlevli hibrit nanosheets ürettik. Elde edilen bakteriyel selüloz tabakaları yüksek çekme dayanımı, esneklik, katlanabilirlik, optik şeffaflık ve uzun vadeli mekanik kararlılık sergiliyor,” dedi. Çalışmanın birinci yazarı Rice Üniversitesi’nden doktora öğrencisi M.A.S.R. Saadi olurken, biyolojik uygulamada Rice Üniversitesi’nde biyobilimlerde doktora sonrası araştırmacı olan Shyam Bhakta da destek verdi.
Petrol bazlı, doğada parçalanmayan materyallerin çevreye zararlı etkilerine yönelik artan endişeler, doğal ve biyomalzeme gibi sürdürülebilir alternatiflere olan talebi artırdı. Bakteriyel selüloz, doğada bol bulunan, biyolojik olarak parçalanabilir ve biyouyumlu bir biyomalzeme olarak öne çıkıyor.
Selülozun dayanıklılığını artırmak ve işlevselliğini geliştirmek amacıyla, araştırma ekibi bakterilerin beslendiği sıvıya bor nitrür nanosheets ekledi ve çok daha üstün mekanik özelliklere (yaklaşık 553 MPa çekme dayanımı) ve termal özelliklere (ısı dağılımında üç kat daha hızlı) sahip bakteriyel selüloz-bor nitrür hibrit nanosheets üretti.
Rahman, “Bu ölçeklenebilir, tek adımlı biyofabrikasyon yöntemiyle hizalanmış, güçlü ve çok işlevli bakteriyel selüloz tabakalarının elde edilmesi, yapısal malzemeler, ısıl yönetim, ambalaj, tekstil, yeşil elektronik ve enerji depolama alanlarında uygulamalara öncülük edecek,” dedi. “Bakterileri amaca yönelik davranmaya yönlendiriyoruz. Gelişi güzel hareket etmek yerine, onların hareketini yönlendirerek selülozu organize bir şekilde üretmelerini sağlıyoruz. Bu kontrollü davranış, farklı nanomalzemelerle esnek biyosentez yöntemimizle birleştiğinde, aynı anda hem yapısal hizalama hem de çok işlevlilik elde etmemizi sağlıyor.”
Buradaki "hareket"ten kasıt, döndürme. Rahman, selüloz üreten bakterilerin sürekli döndürülen, silindirik ve oksijen geçirgen bir inkübatörde yetiştirildiği özel tasarlanmış bir döner kültür cihazı tanıttı. Bu dönüş, bakterilerin yönlü hareket etmelerini sağlayan bir sıvı akışı oluşturuyor.
