science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Krabschelpen en zeewierverbindingen spinnen in garens voor duurzame en functionele materialen

De twee verbindingen voorafgaand aan het spinproces Credit:Rafael Grande

Onderzoekers van de Universiteit van Aalto, de Universiteit van São Paulo en de Universiteit van British Columbia hebben een manier gevonden om een ​​nieuw soort vezel te maken van een combinatie van chitine nanodeeltjes, gewonnen uit resterende blauwe krabschelpen en alginaat, een verbinding gevonden in zeewier. Dit nieuwe biobased materiaal is stevig en heeft antimicrobiële eigenschappen.

Het team onderzocht hoe verschillen in de concentratie van elke component, de grootte van de nanodeeltjes, en andere variabelen beïnvloeden de mechanische eigenschappen en spinbaarheid van de uiteindelijke draad. Met deze informatie, konden de onderzoekers sterke, flexibele draden continu.

Professor Orlando Rojas van het team Biobased Colloids and Materials (BiCMat) aan de Aalto University, zegt dat de onderzoekers een vezel wilden maken die de eigenschappen van chitine - bekend om zijn antimicrobiële eigenschappen - en zeewieralginaat combineerde, die sterke gels vormt, "Het ontworpen materiaal, profiteerde van de sterke interactie tussen de componenten, die tegengesteld geladen zijn. We ontdekten dat wanneer een oplossing van alginaat in contact komt met een suspensie van chitine-nanovezels, het alginaat wikkelt zich om de chitine nanodeeltjes, vormen fibrillen die parallel worden uitgelijnd als de draad omhoog wordt getrokken."

Alginaat lost gemakkelijk op in water. Bruine algen hebben alginezuur in de celwanden, dat kan worden omgezet in natriumalginaat. De blauwe krabschelpen werden gemalen en gezuiverd; vervolgens werd het materiaal gedeeltelijk gedeacetyleerd met behulp van eenvoudige procedures.

De video laat zien hoe de krabschaal en algenverbindingen worden gecombineerd om het garen te maken Credit:Aalto University

Het onderzoeksteam ziet een groot potentieel om het materiaal te gebruiken voor onder meer draden voor chirurgische ingrepen en webben voor interne weefselengineering. Andere toepassingen zijn pads en webachtige mazen voor toepassingen op de huid, voor wondgenezing, huidconditionering en brandwondenbehandelingen. "Het is een bekend feit dat chitine-nanodeeltjes antimicrobieel en bioactief zijn, bijvoorbeeld, ze hebben aangetoond dat ze de haargroei helpen, ' voegt Rojas eraan toe.

De twee verbindingen in het spinproces Credit:Rafael Grande

Rojas zegt dat voor verdere ontwikkeling, het onderzoeksteam onderzoekt schaalbaarheid nadat het heeft aangetoond dat de threads continu kunnen worden gevormd, "Dit kan uiteindelijk schaalbaar worden gemaakt door gelijktijdig microfiber droog te trekken uit de respectieve suspensies."