Ученые из Университетского колледжа Лондона под руководством химика Адама Клэнси совершили настоящий прорыв в области нанотехнологий, создав рекордно тонкие крахмальные нановолокна. Эти волокна, толщина которых составляет всего около 370 нанометров, что приблизительно в 200 раз меньше толщины человеческого волоса, напоминают по структуре «макаронные изделия», но с одним ключевым отличием: они предназначены не для употребления в пищу, а для медицинских целей.
Новаторский подход заключается в использовании обычной белой муки, которую «маринуют» в муравьиной кислоте. Этот процесс позволяет крахмальным молекулам приобрести необходимую консистенцию. Затем, после нагревания смеси, ее пропускают через тончайшую иглу с помощью метода электроспиннинга. При воздействии электрического заряда струя раствора вытягивается в тончайшую нить, а муравьиная кислота испаряется в процессе полета, оставляя за собой ультратонкое волокно.
Процесс создания этих «макаронных» нановолокон занимает всего около 30 секунд. За это время волокна образуют тонкий мат. Особенность этих матов заключается в их пористой структуре. Диаметр пор достаточно мал, чтобы пропускать молекулы воды, но при этом слишком мал для проникновения бактерий. Это делает разработанный материал идеальным кандидатом для создания биоразлагаемых ранозаживляющих повязок.
Ключевым достижением исследователей является отказ от необходимости выделения чистого крахмала. В отличие от предыдущих разработок, где использовался только чистый крахмал, в данном исследовании мука используется непосредственно, что значительно упрощает и удешевляет процесс производства нановолокон.
Сравнение с традиционными макаронными изделиями лишь подчеркивает уникальность разработки. Например, «су филидеу», редкий вид пасты ручной работы из Нуоро, Италия, толщина которой вдвое меньше обычных спагетти, примерно в тысячу раз толще новых нановолокон. Подобное сравнение говорит о грандиозном масштабе технологического прорыва.
На данный момент вопрос об съедобности нановолокон остается открытым, хотя ученые не исключают такой возможности в будущем. Однако, первоочередной целью является их применение именно в качестве биомедицинского материала.
Результаты этого исследования были опубликованы 30 октября в журнале Nanoscale Advances. Данная работа опирается на исследования, проведенные ранее, например, в статье 4 апреля 2006 года в SN, где метод электроспиннинга уже был описан.
В качестве материала для изготовления уникальных волокон использовались обычная белая мука и муравьиная кислота. Полученные волокна обладают пористой структурой, обеспечивающей высокую воздухопроницаемость и в то же время надежную защиту от бактерий, что важно для создания эффективных раневых повязок.
Невероятная тонкость разработанных нановолокон в сравнении с человеческим волосом, позволяет нам представить себе их микроскопический размер. Также как и сравнение с пастой су филидеу позволяет понять, насколько этот материал уникален.
Таким образом, работа, проведенная Адамом Клэнси и его коллегами, открывает новые перспективы для использования крахмальных нановолокон в биомедицине. Этот прорыв не только устанавливает новый рекорд в производстве «тончайших макарон», но и демонстрирует огромный потенциал применения нанотехнологий в повседневной жизни.
Изображение носит иллюстративный характер
Новаторский подход заключается в использовании обычной белой муки, которую «маринуют» в муравьиной кислоте. Этот процесс позволяет крахмальным молекулам приобрести необходимую консистенцию. Затем, после нагревания смеси, ее пропускают через тончайшую иглу с помощью метода электроспиннинга. При воздействии электрического заряда струя раствора вытягивается в тончайшую нить, а муравьиная кислота испаряется в процессе полета, оставляя за собой ультратонкое волокно.
Процесс создания этих «макаронных» нановолокон занимает всего около 30 секунд. За это время волокна образуют тонкий мат. Особенность этих матов заключается в их пористой структуре. Диаметр пор достаточно мал, чтобы пропускать молекулы воды, но при этом слишком мал для проникновения бактерий. Это делает разработанный материал идеальным кандидатом для создания биоразлагаемых ранозаживляющих повязок.
Ключевым достижением исследователей является отказ от необходимости выделения чистого крахмала. В отличие от предыдущих разработок, где использовался только чистый крахмал, в данном исследовании мука используется непосредственно, что значительно упрощает и удешевляет процесс производства нановолокон.
Сравнение с традиционными макаронными изделиями лишь подчеркивает уникальность разработки. Например, «су филидеу», редкий вид пасты ручной работы из Нуоро, Италия, толщина которой вдвое меньше обычных спагетти, примерно в тысячу раз толще новых нановолокон. Подобное сравнение говорит о грандиозном масштабе технологического прорыва.
На данный момент вопрос об съедобности нановолокон остается открытым, хотя ученые не исключают такой возможности в будущем. Однако, первоочередной целью является их применение именно в качестве биомедицинского материала.
Результаты этого исследования были опубликованы 30 октября в журнале Nanoscale Advances. Данная работа опирается на исследования, проведенные ранее, например, в статье 4 апреля 2006 года в SN, где метод электроспиннинга уже был описан.
В качестве материала для изготовления уникальных волокон использовались обычная белая мука и муравьиная кислота. Полученные волокна обладают пористой структурой, обеспечивающей высокую воздухопроницаемость и в то же время надежную защиту от бактерий, что важно для создания эффективных раневых повязок.
Невероятная тонкость разработанных нановолокон в сравнении с человеческим волосом, позволяет нам представить себе их микроскопический размер. Также как и сравнение с пастой су филидеу позволяет понять, насколько этот материал уникален.
Таким образом, работа, проведенная Адамом Клэнси и его коллегами, открывает новые перспективы для использования крахмальных нановолокон в биомедицине. Этот прорыв не только устанавливает новый рекорд в производстве «тончайших макарон», но и демонстрирует огромный потенциал применения нанотехнологий в повседневной жизни.
