Geri Dönüştürülmüş Gıda Endüstrisi Yan Ürünlerini Kullanan İletken Biyopolimerler
Advanced Materials yakın dönemde, gıda endüstrisinin atık olan yan ürünlerini kullanarak güneş enerjisi üretimi, biyomedikal mühendisliği ve daha fazlasına uygun iletkenler oluşturan Technion araştırmacılarının keşiflerini yayımladı. Makalede paylaşılan teknoloji, elektrofizyolojik sinyal algılama uygulamasını kapsayan biyopolimerlerin basit, hızlı, düşük maliyetli ve çevre dostu üretimine olanak sağlıyor.
Çalışma, Schulich Faculty of Chemistry’de Biyopolimerler ve Biyoelektronik Laboratuvarı Başkanı Yardımcı Doçent Nadav Amdursky ve doktora öğrencileri Ramesh Nandi ve Yuval Agam önderliğinde gerçekleştirildi. Profesör Amdursky’ye göre, “Mevcut küresel yeşile yönelim endüstriyi es geçmedi ve dünya çapında çok sayıda grup, sentetik malzemelerin üretiminden ve varlığından kaynaklanan kirliliğe bir sınır koyacak yeni çözümler üzerinde çalışıyor. Seçeneklerden biri, elbette, doğal malzemelerin kullanılmasıdır ve en büyük zorluk bunları ihtiyaçlarımızı karşılayacak şekilde uyarlamaktır.”
Çevreye duyarlı kimyada iki ana yaklaşım, çevre kimyası –çevre dostu malzemelerin üretilmesi ve sürdürülebilir kimya– mevcut bozunabilir malzemelere ve enerji açısından verimli süreçlere dayalı üretimdir. Araştırma, iletken polimerler bağlamında çevre dostu ürünler veren bir üretim sürecinde iki yaklaşımı bir araya getiriyor.
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 elektronik, enerji depolama, yakıt hücreleri, tıp gibi çok çeşitli uygulamalara hizmet ediyorlar. Bu polimerler günümüzde petrol, gaz ve fosil yakıt türevlerinin kullanımı nedeniyle maliyetli ve kirliliğe neden olan işlemler kullanılarak üretiliyorlar.
Technion araştırma ekibi tarafından önerilen alternatif ise ipek ve yün lifleri, örümcek ağları, saç ve tırnaklar gibi farklı biyolojik dokularda bulunan moleküller olan protein polimerleri. Bunlar, burada belirtildiği gibi, aksi takdirde atık olacak olan gıda endüstrisinin yan ürünleridir. Profesör Amdursky’ye göre, “İletken polimerler oluşturmak için proteinleri kullanma ilhamı, proteinlerin doğadaki benzersiz işlevinden kaynaklanıyor. Bunlar yalnızca flora ve faunadaki çeşitli yük taşıyıcılarının taşınmasından sorumludur; örneğin, hücresel solunum veya bitkilerde fotosentezde.”
Araştırmacılar, yüksek iletkenliğe sahip şeffaf polimer filmler ürettiler. Bu film, toksik olmadığı için biyolojik ve biyomedikal uygulamalar için uygun bir film. İnsan vücudunda biyolojik olarak parçalanabiliyor ve elektriksel özelliklerini önemli ölçüde bozmadan orijinal uzunluğunun yaklaşık %400’üne kadar gerilebiliyor. İletkenliği ise, biyolojik materyallerde tespit edilen en yüksek değerler arasında.
Profesör Amdursky’ye göre, “Araştırmamızda, filmin üretimi spontane, ucuz, hızlı, enerji açısından verimli ve çevreyi kirletmeyen tek aşamalı bir süreçti. Makalede, filmin elektrofizyolojik sinyalleri invazif olmayan bir şekilde izleyen ‘yapay deri’ olarak kullanımını gösteriyoruz. Bu sinyaller beyin ve kas aktivitesinde anlamlı bir rol oynuyorlar ve bu nedenle bunların harici olarak izlenmeleri oldukça önemli bir zorluk.”
Profesör Amdursky, bu teknolojinin uygulama ve ticarileştirme için tasarlandığını vurguluyor, “Ekonomik değerlendirme kilit noktadır ve sonuç olarak, petrol bazlı polimerlerle fiyat açısından da rekabet edebilen bir ürün elde etmeleri için üretim süreçlerinin maliyetlerini düşürmek en önemlisidir ve mutluyuz ki bu başardık. Bu, ayrıca, üretim aşamasında ve kullanım sırasında çevreye verilen zararın azaltılmasını sağlıyor. Yeni polimer, biyolojik olarak parçalanamayan ve sonuç olarak gezegenimizi kirleten sentetik polimerlerin aksine, 48 saatten daha kısa sürede tamamen biyolojik olarak parçalanabiliyor.”
Kaynak: phys.org
