Может ли обычная пыльца стать ключом к устойчивому будущему?

Пыльца, благодаря своей прочной внешней оболочке из биополимера спорополленина, который иногда называют «алмазом растительного мира», исторически имела ограниченное применение. Однако в 2020 году команда под руководством ученого-материаловеда Нам-Джун Чо из Наньянского технологического университета в Сингапуре разработала метод преобразования этого инертного материала. Процесс включает инкубацию пыльцы в щелочном растворе гидроксида калия при температуре 80 градусов по Цельсию. В результате этой обработки жесткие зерна становятся податливыми, гидрофильными и способными склеиваться друг с другом, превращаясь в микрогель, который описывается как «желеобразная масса» или «желто-коричневая кашица», по консистенции «податливая, как пластилин Play-Doh».
Может ли обычная пыльца стать ключом к устойчивому будущему?
Изображение носит иллюстративный характер

Ключевыми фигурами в этом исследовании являются доктор Нам-Джун Чо, руководитель проекта, и доктор Шахрудин Ибрагим, научный сотрудник его лаборатории. Исследовательская группа также сотрудничает с доктором Ноэми Чаба из Университета Сантьяго-де-Компостела в Испании, которая специализируется на нанотехнологиях и доставке лекарств. Обзор перспективных применений пыльцы был представлен в статье, соавтором которой выступил Нам-Джун Чо, опубликованной в 2024 году в издании Annual Review of Chemical and Biomolecular Engineering. Производственный процесс преобразования пыльцы в микрогель запатентован Нам-Джун Чо.

Полученный микрогель можно использовать для создания прочной, гибкой и многоразовой бумаги. Для этого материал заливают в плоскую форму и высушивают. Чернила с такой бумаги можно удалить, промыв ее простым щелочным раствором. Эта технология открывает путь к производству экологически чистой упаковки. Кроме того, материал чувствителен к внешним факторам, таким как pH и влажность, что позволяет создавать на его основе умные приводы — устройства, реагирующие на изменения окружающей среды.

Свойства пыльцевого материала делают его перспективным для использования в электронике и медицине. Его природная способность защищать от ультрафиолетового излучения делает его идеальной подложкой для оптоэлектронных устройств, таких как перовскитные солнечные элементы. Также из него можно создавать носимые датчики для отслеживания сердечных сигналов и других показателей здоровья.

При сублимационной сушке (замораживании с последующим высушиванием) пыльцевый микрогель превращается в пористую губку. Такие губки могут служить каркасами для тканевой инженерии, использоваться в медицинских целях для остановки кровотечений, а также применяться для ликвидации разливов нефти и других экологических загрязнений благодаря своей высокой впитывающей способности.

Исследования доктора Ноэми Чаба демонстрируют еще одно направление использования пыльцы. В ее методе пыльцевые зерна «обезжириваются» для удаления липидов и аллергенных белков, в результате чего образуются полые оболочки. Эти оболочки могут служить защитными капсулами для целевой доставки лекарственных препаратов в глаза, легкие и желудок.

Пыльца является чрезвычайно обильным ресурсом. Одно соцветие обыкновенного подсолнечника каждое лето производит от 25 000 до 67 000 пыльцевых зерен. В настоящее время лаборатория Чо использует пыльцу подсолнечника и камелии, закупаемую в виде пчелиной пыльцы преимущественно из Китая. Пыльца легко собирается пчелами и может быть извлечена из коммерческих ульев без вреда для растений.

Преимущество использования пыльцы становится очевидным при сравнении с традиционными материалами. Производство бумаги из древесины приводит к уничтожению лесов и требует огромных ресурсов — до 13 литров воды на изготовление одного листа. Другие биоматериалы, такие как хитозан или целлюлоза, требуют уничтожения ракообразных или деревьев соответственно. Производство материалов из пыльцы использует естественно возобновляемый побочный продукт, не нанося вреда растению.

Несмотря на значительный потенциал, продуктам на основе пыльцы «еще предстоит пройти определенный путь», прежде чем они станут коммерчески доступными. В настоящее время основное внимание исследователей сосредоточено на решении потенциальных проблем и разработке устойчивых методов для масштабирования производства.


Новое на сайте

20868Уязвимости Plex открыли путь майнерам и Linux-бэкдору 20867Взлом OpenCode Console: под угрозой могли оказаться ключи OpenAI, Anthropic и Google 20866Rank Math PRO: заражённое обновление оставило на сайтах самовосстанавливающийся бэкдор 20865Как исследовательские модели OpenAI обходили ограничения и присваивали чужие данные 20864Атака на BeyondTrust: шпионская группа получила доступ к серверам поддержки 20863Как пакет imgdecode превращает npm-зависимость в загрузчик вредоносного кода? 20862Как PEERSTITCH обходит проверки VPN-сессий FortiOS? 20861Что происходит, когда ИИ-агент выходит за пределы тестовой среды? 20860Как 37-летняя ошибка открыла путь к root в OpenBSD 7.9? 20859ИИ-модели для SOC: точный ответ зависит от улик 20858Как одна учётная запись ConnectWise открыла доступ к 173 арендаторам Microsoft 365? 20857Пять минут до заражения: как подменили обновления AOMEI Backupper 20856Ловушка под видом регистрации: как UAT-11985 крадёт аккаунты Google 20855Может ли виртуальная машина прочитать память хоста? 20854Как дешёвые Android-смартфоны превращаются в чужие прокси?
Ссылка