Перемістіться над 3D-принтерами: вчені вирощують перламутр із бактерій, ідеально підходять для виготовлення будівель чи кісток

Всі Новини
Головна Всі новини Наука рухається над 3D-принтерами: вчені вирощують перламутр із бактерій, ідеально підходить для виготовлення ...
  • Усі новини
  • Наука

Перемістіться над 3D-принтерами: вчені вирощують перламутр із бактерій, ідеально підходять для виготовлення будівель чи кісток

За допомогою мережі «Добрі новини» - 27 квітня 2019 року

Передруковано з Університету Рочестера

Найсильнішими синтетичними матеріалами часто є ті, які навмисно імітують природу.

Одна з природних речовин вчені вивчали як модель для створення синтетичних матеріалів - перламутр, також відомий як перламутр.

Будучи винятково жорстким, жорстким матеріалом, що утворюється деякими молюсками і служить їх внутрішнім шаром оболонки, він також включає зовнішній шар перлів, надаючи їм пишного блиску.

Але хоча унікальні властивості перламутру роблять його ідеальним натхненником у створенні синтетичних матеріалів, більшість методів виробництва штучної перламутру є складними та енергоємними.

ПОВ'ЯЗАНІ: Це найбільше село, побудоване виключно для того, щоб розмістити бездомних в США - і ось воно стане ще більшим

Зараз біолог з Рочестерського університету винайшов недорогий та екологічно чистий метод виготовлення штучної перламутру за допомогою інноваційного компонента: бактерій. Штучний перламутр, створений доктором Енн С. Мейєр, доцентом біології в Рочестері, та її колегами виготовлений з біологічно виготовлених матеріалів і має міцність природного перламутру, а також жорсткий і, на диво, гнучкий.

Фото університету Рочестера / Дж. Адам Фенстер

Метод, який застосовується для створення нового матеріалу, може призвести до нових застосувань у медицині, техніці та навіть до будівництва будівель на Місяці.

Вражаючі механічні властивості природного перламутру випливають з його ієрархічної, шаруватої структури, яка дозволяє рівномірно розподіляти енергію по матеріалу. У статті, опублікованій у журналі Маленький, Мейєр та її колеги окреслюють свій метод використання двох штамів бактерій для реплікації цих шарів. Коли вони досліджували зразки під електронним мікроскопом, структуру, створену бактеріями, шарували аналогічно перламутру, виробленому природним чином молюсками.

ПОГЛЯД: Після успіху першого будинку, що друкується 3D, у США, будується ще 50 будинків для бідних сімей

Хоча матеріали, натхнені перламутром, були створені синтетично раніше, методи, які використовуються для їх виготовлення, зазвичай включають дороге обладнання, екстремальні температури, умови високого тиску та токсичні хімічні речовини, говорить Мейєр. 'Багато людей, що створюють штучну перламутру, використовують полімерні шари, які розчиняються лише у неводних розчинах, органічному розчиннику, і тоді вони мають у своєму розпорядженні цим велетенським відром відходів наприкінці процедури, яку потрібно утилізувати'.

Однак для отримання перламутру в лабораторії Мейєра всі дослідники повинні виростити бактерії і дати йому сидіти в теплому місці. Вони створюють чергуються тонкі шари кристалізованого карбонату кальцію, щоб діяти як цемент і липкого полімеру. Спочатку вони беруть скляну або пластикову гірку і поміщають її в склянку з бактеріями Sporosarcina pasurii, джерело кальцію та сечовина (від сечовипускання). Ця комбінація запускає кристалізацію карбонату кальцію. Щоб зробити шар полімеру, вони поміщають предметне скло в розчин бактерії Bacillus licheniformis, тоді дайте мензурку сидіти в інкубаторі.

Фото університету Рочестера / Дж. Адам Фенстер

Зараз потрібно близько доби, щоб накопичити шар карбонату кальцію та полімеру товщиною приблизно п’ять мікрометрів. Наразі Мейєр та її команда розглядають покриття інших перламутрових матеріалів, таких як метал, та намагаються нові методи швидше зробити товстіші перламутрові матеріали.

ПЕРЕВІРИТИ:23-річна виграла головну премію за дешеве бамбукове житло, яке можна побудувати за 4 години

Однією з найбільш корисних характеристик перламутру, виробленого в лабораторії Мейєра, є те, що він є біосумісним - виготовлений з матеріалів, які виробляє людський організм, або що людина може їсти природним шляхом у будь-якому випадку. Це робить перламутр ідеальним для таких медичних застосувань, як штучні кістки та імплантати. 'Якщо ви зламаєте руку, наприклад, ви можете покласти металеву шпильку, яку потрібно зняти під час другої операції після того, як кістка заживе. Штифт, зроблений з нашого матеріалу, буде жорстким і жорстким, але його не потрібно буде виймати. '

видра та собака

І хоча матеріал жорсткіший і твердіший, ніж більшість пластиків, він дуже легкий, якість, яка особливо цінна для транспортних засобів, таких як літаки, катери або ракети, де кожен зайвий фунт означає додаткове паливо. Оскільки для виготовлення бактеріальної перламутру не потрібні будь-які складні інструменти, а перламутрове покриття захищає від хімічної деградації та атмосферних впливів, воно є перспективним для застосування в цивільному будівництві, наприклад, для запобігання тріщин, захисних покриттів для контролю ерозії або для збереження культурних артефактів, і може бути корисним у харчовій промисловості як стійкий пакувальний матеріал.

ПОВ'ЯЗАНІ: Це будуть перші будинки з 3D-друком, в яких ви можете фактично жити

Перламутр може також бути ідеальним матеріалом для будівництва будинків на Місяці та інших планетах: єдиними необхідними 'інгредієнтами' буде космонавт і невелика трубочка бактерій, говорить Мейєр. «Місяць містить велику кількість кальцію в місячному пилу, тому кальцій вже є. Космонавт приносить бактерії, а космонавт виробляє сечовину, це єдине, що вам потрібно, щоб почати робити шари карбонату кальцію. '

Крім своїх якостей як ідеального конструкційного матеріалу, сам перламутр - як це знає будь-який власник перлинних ювелірних виробів - досить красивий. Хто не хоче трохи більше краси у світі?

(ГЛЕДАТИ навчальне відео нижче)


Поділіться цим дивовижним нововведенням із своїми друзями в соціальних мережах
...

Coffee Cup

Хочете ранкового пориву добрих новин?


  • МЕТИ
  • Природа
  • Технологія
  • Житло
  • Будівництво
Хороші новини мережі

Рекомендований продукт

16 грудня 2018 р. Блог засновників

Виберіть свої новини

Виберіть свої новини Виберіть категорію Гарні переговори Добре життя Хороший бізнес Гарне здоров'я GNN Podcast Всі новини США Світові натхнення Тварини сміються Добрі Герої Землі Діти Засновники Самопоміч Блог Наука Здоров'я І Дозвілля Знаменитості Спортивна релігія Відгуки Вдома Бізнес Найкращі відео Español Хороші укуси цього дня В історії цитата дня 13 березня 2018 р. Блог засновників