Geri Dönüştürülmüş Gıda Endüstrisi Yan Ürünleri Kullanan İletken Biyopolimerler
Advanced Materials yakın zamanda, atık olarak atılacak olan gıda endüstrisinin yan ürünlerini kullanarak güneş enerjisi üretimi, biyomedikal mühendisliği ve daha fazlası ile ilgili iletkenler oluşturan Technion araştırmacılarının bulgularını yayımladı. Makalede gösterilen teknoloji, elektrofizyolojik sinyal algılama uygulamasını içeren biyopolimerlerin basit, hızlı, uygun maliyetli ve çevre dostu üretimini mümkün kılar.
Çalışma Schulich Kimya Fakültesi’nde Biyopolimerler ve Biyoelektronik Laboratuvarı Başkanı Yardımcı Doçent Nadav Amdursky ile doktora öğrencileri Ramesh Nandi ve Yuval Agam önderliğinde gerçekleştirildi. Prof. Amdursky’ye göre, “Mevcut küresel yeşil trend sanayiyi atlamamıştır ve dünya çapında çok sayıda grup sentetik malzemelerin üretiminden ve onların varlığından kaynaklanan kirliliği sınırlayacak yeni çözümler üzerinde çalışmaktadır. Seçeneklerden biri elbette doğal malzemelerin kullanımıdır ve en büyük zorluk bunları ihtiyaçları karşılayacak şekilde uyarlamaktır.”
Çevre bilincine sahip kimya konusundaki iki ana yaklaşım, mevcut bozunabilir malzemeler ve enerji açısından verimli süreçlere dayalı olarak çevre dostu malzemeler ve sürdürülebilir kimya üretimidir. Mevcut araştırma, iki yaklaşımı, iletken polimerler bağlamında çevre dostu ürünler sağlayan çevre dostu bir üretim sürecine entegre eder.
Polimerler monomer adı verilen binlerce yapı taşından oluşan uzun zincirlerdir. İpek, yün ve pamuk lifleri doğal polimerlere örnektir, naylon ve PVC ise sentetik polimerlerdir. İletken polimerler polimerlerin bir alt grubudur ve çok çeşitli uygulamalara hizmet ederler: elektronik, enerji depolama, yakıt hücreleri, tıp ve diğerleri. Bu polimerler şu anda maliyetlidir ve petrol, gaz ve fosil yakıt türevlerinin kullanımı nedeniyle kirliliğe neden olan prosesler kullanılarak üretilmektedir.
Technion araştırma ekibi tarafından önerilen ipek ve yün lifleri, örümcek ağları, saçlar ve tırnaklar gibi farklı biyolojik dokularda bulunan moleküller alternatif protein polimerleridir. Burada, belirtildiği gibi, aksi takdirde atık olarak atılacak gıda endüstrisinin yan ürünleridir. Prof. Amdursky’ye göre, “İletken polimerler oluşturmak için proteinleri kullanma ilhamı, proteinlerin doğadaki benzersiz işlevinden kaynaklanmıştır – Özellikle flora ve fauna, bunlar örneğin hücresel solunum veya bitkilerde fotosentez gibi çeşitli yük taşıyıcılarının taşınmasından sorumludur.”
Araştırmacılar, iletkenliği yüksek şeffaf polimer filmler ürettiler. Bu film toksik olmadığı için biyolojik ve biyomedikal uygulamalar için uygundur. İnsan vücudunda biyolojik olarak parçalanabilir ve elektriksel özelliklerini önemli ölçüde bozmadan orijinal uzunluğunun yaklaşık % 400’üne kadar uzatılabilir. İletkenliği biyolojik malzemelerde tespit edilen en yüksek özellikler arasındadır.
Prof. Amdursky’ye göre, “Araştırmamızda filmin yapımı tek kapta gerçekleşen, spontan, ucuz, hızlı, enerji tasarruflu ve kirliliğe yol açmayan bir süreçti. Makalede, filmin elektrofizyolojik sinyalleri noninvaziv olarak izleyen ‘yapay cilt’ olarak kullanımını gösteriyoruz. Bu sinyaller beyin ve kas aktivitesinde anlamlı bir rol oynar ve bu nedenle dış izlemeleri son derece önemli bir zorluktur.”
Prof. Amdursky, bu teknolojinin uygulama ve ticarileştirme için tasarlandığından, “ekonomik düşüncenin kilit öneme sahip olduğunu ve sonuç olarak, üretim süreçlerinin maliyetlerini düşürmenin en önemli olduğunu, böylece fiyat açısından da rekabetçi bir ürün elde edildiğini, petrol bazlı polimerlerle başardıklarını mutlulukla vurguluyor. Bu, üretim aşamasında ve kullanım sırasında çevresel hasarın azaltılmasına ek olarak uygulanan bir işlemdir. Yeni polimer, biyobozunur olmayan ve sonuç olarak gezegenimizi kirleten sentetik polimerlerin aksine, 48 saatten daha kısa bir sürede tamamen biyolojik olarak parçalanabilir.”
Kaynak: phys.org
