Onderzoekers hebben aangetoond dat een slijmerige, en toch hard, soort biofilm die bepaalde bacteriën maken ter bescherming en om ze te helpen zich te verplaatsen, kan ook worden gebruikt om water en olie te scheiden. Het materiaal kan nuttig zijn voor toepassingen zoals het reinigen van verontreinigd water.

In het journaal Langmuir , Onderzoekers van de North Carolina State University rapporteerden de bevindingen van een experiment waarin ze een materiaal gebruikten dat werd geproduceerd door de bacterie Gluconacetobacter hansenii als filter om water te scheiden van een oliemengsel.

"Het is echt opmerkelijk om te bedenken dat deze kleine beestjes dit spul kunnen maken dat op veel manieren zo perfect is, " zei Lucian Lucia, de corresponderende auteur van de studie en een universitair hoofddocent biomaterialen en chemie in het bos bij NC State.

De biofilm die de bacteriën maken en in hun omgeving afgeven, is gemaakt van cellulose, dat is hetzelfde materiaal dat planten een stevige structuur in hun celwanden geeft. Echter, wanneer bacteriën cellulose maken, het heeft een strak verpakte, kristallijne structuur, aldus onderzoekers.

"Het is een van de puurste, zo niet de zuiverste, vormen van cellulose die er zijn, "Zei Lucia. "Het is heel goed gestructureerd. Het is erg waterminnend, en het heeft een zeer hoge kristalliniteit, dus het verpakt heel mooi. Als je de bacteriën eruit haalt, je hebt dit verbazingwekkend sterke materiaal dat een echte robuustheid heeft, of taaiheid."

De bacteriën maken de film om zichzelf te beschermen, aldus de onderzoekers.

"Als je zoiets als een ongewassen bord laat staan, het kan allemaal slijmerig en vies worden - dat is een biofilm, " zei co-auteur van de studie Wendy Krause, universitair hoofddocent textieltechnologie, scheikunde en wetenschap bij NC State. "Verschillende bacteriën maken verschillende biofilms. De bacteriële film die we bestuderen is gemaakt van cellulose. De bacteriën maken het omdat ze erop en erin leven. Ze maken hun thuis."

In het experiment, onderzoekers gebruikten de bacteriën als fabrieken van cellulose-nanovezels. Vervolgens verwijderden ze de bacteriën en hun niet-celluloseresten. Eindelijk, de onderzoekers gebruikten het cellulosemembraan om te zien of het water kon scheiden van een oplossing die zowel olie als water bevat.

Ze ontdekten dat het materiaal effectief was in het verwijderen van water, en het was stevig.

"De olie wil niet door het membraan gaan; het heeft een afstotend effect, "Zei Lucia. "Het is super vet-haten."

"Als de olie en het water sterk gemengd waren, het maakt niet uit, " voegde Krause eraan toe. "Je zou een staafmixer in de oplossing kunnen doen, en het membraan zal nog steeds het water en de olie scheiden."

Onderzoekers zien een verscheidenheid aan mogelijke toepassingen voor het materiaal in situaties waarin je water moet terugwinnen uit een olieachtig mengsel, of het nu gaat om het reinigen van water dat verontreinigd is met een textielkleurstof of voor milieusanering. Bij toekomstig werk, de onderzoekers willen onderzoeken hoe ze het membraan op maat kunnen maken door het chemisch aan te passen voor bepaalde toepassingen.

De studie, "Bacteriële superoleofobe vezelige matrices:een natuurlijk voorkomend vloeistof-geïnfundeerd systeem voor olie-waterscheiding, " werd online gepubliceerd in het tijdschrift Langmuir op 19 februari.