Într-un laborator de la Universitatea din Houston, ceva extraordinar se întâmplă. Miliarde de bacterii rotative, în loc să se miște haotic, execută un dans perfect orchestrat. Aceste bacterii se rotesc într-un vortex lichid, aliniindu-se cu o precizie uimitoare pentru a țese împreună un material cu potențialul de a ne schimba lumea. Acesta nu este un experiment teoretic; este nașterea unui posibil înlocuitor pentru plastic.
Într-o lume sufocată de deșeuri, căutarea unei alternative durabile a devenit o cursă contra cronometru. Acum, o echipă condusă de Maksud Rahman, profesor de inginerie mecanică și aerospațială din cadrul Universității Houston, a dezvoltat o metodă care ar putea fi răspunsul. Descoperirea lor, publicată în prestigiosul jurnal Nature Communications, nu prezintă doar un material nou, ci o tehnică de biofabricație genial de simplă.
Un erou neașteptat: celuloza bacteriană
Celuloza este unul dintre cei mai abundenți polimeri de pe Pământ, fiind complet biodegradabilă. Celuloza produsă de bacterii, în special, a fost mereu un candidat promițător. Problema? În starea sa naturală, materialul rezultat este slab și neorganizat. Aici intervine geniul echipei.
„Practic, ghidăm bacteriile să se comporte în mod intenționat. În loc să se miște aleatoriu, le dirijăm mișcarea, astfel încât să producă celuloză într-un mod organizat.”, explică Rahman.
Secretul stă în rotație
Cum „convingi” bacteriile să lucreze ordonat? Prin rotație. Echipa a proiectat un incubator cilindric special care se rotește continuu. Acest „vortex” controlat generează un flux constant în lichidul de cultură, forțând bacteriile să se deplaseze și să secrete fibrele de celuloză într-o singură direcție. Rezultatul este o foaie de celuloză bacteriană în care nanofibrele sunt perfect aliniate, ceea ce îi conferă proprietăți remarcabile.
„Foliile rezultate prezintă o rezistență ridicată la tracțiune, flexibilitate, transparență optică și stabilitate mecanică pe termen lung,” afirmă M.A.S.R. Saadi de la Universitatea Rice, primul autor al studiului.
Mai mult decât plastic: un super-material hibrid
Dar echipa nu s-a oprit aici. Pentru a duce materialul la următorul nivel, au adăugat în lichidul de cultură nanofoi de nitrură de bor. Bacteriile au încorporat acest material direct în structura de celuloză, creând un hibrid cu proprietăți și mai impresionante: o rezistență la tracțiune de până la ~553 MPa (comparabilă cu unele metale) și o capacitate de a disipa căldura de trei ori mai rapidă.
Această versatilitate deschide calea către o multitudine de aplicații, mult dincolo de sticle de apă sau ambalaje. Vorbim despre materiale structurale, management termic în electronică, textile inteligente și chiar pansamente medicale avansate.
„Ne imaginăm că aceste foi de celuloză bacteriană rezistente, multifuncționale și ecologice vor deveni omniprezente,” spune Rahman. Această lucrare, aflată la intersecția dintre știința materialelor, biologie și nanoinginerie, nu este doar despre a crea un produs mai bun. Este despre a orchestra natura la nivel fundamental pentru a ne rezolva cele mai presante probleme. Am învățat bacteriile să danseze, iar coregrafia lor ar putea fi cea care curăță planeta.
