VEDA NA DOSAH – váš zdroj informácií o slovenskej vede

Nový biomateriál zo sóje je pevný a pružný ako pavúčie vlákno

Denisa Koleničová

Spoločnosť Xampla chce z neho vyrábať tablety do umývačky riadu aj kapsuly na prací prášok.

Pavučina. Zdroj: iStockphoto.com

Ilustračný obrázok, Zdroj: iStockphoto.com

Napriek tomu, že plast môže byť veľmi užitočným materiálom, odborníci už dlhšie hlásia problém. Množstvo plastov, ktoré ľudia vyrobili za posledné desaťročia, spôsobilo vážne znečistenie prostredia.

Len v roku 2018 vzniklo približne 340 miliónov ton plastového odpadu. Z toho 46 percent tvorili obaly od potravín.

Aj keď sa recyklácia plastov v posledných rokoch výrazne zlepšila, stále je väčšina nerecyklovateľná a biologicky neodbúrateľná.

Podľa odborníkov by jedným z riešení mohli byť udržateľnejšie materiály, ktoré sa budú dať ľahko recyklovať, či biologicky odbúravať.

S novinkou, ktorá by mohla nahradiť plast, prichádzajú aj vedci z Univerzity v Cambridgei.

Vyrobili materiál z rastlinných bielkovín, ktorý môžu ľudia kompostovať jednoducho vo svojej domácnosti. Pri jeho tvorbe sa vedci inšpirovali pavúčím hodvábom.

Nový materiál zo sójovej bielkoviny

Pavúčí hodváb je známy svojimi výnimočnými vlastnosťami, najmä vynikajúcou pružnosťou a pevnosťou. Vedci dlho skúmali, ako je možné, že vlákno tisíckrát tenšie ako ľudský vlas je jedným z najsilnejších prírodných materiálov.

Až napokon štúdie ukázali, že výnimočné vlastnosti vlákna súvisia s jeho molekulárnou štruktúrou. Každé hodvábne vlákno je totiž zložené z paralelných nanovlákien, ktorých dĺžka je aspoň jeden mikrón. Za kľúčové vedci považujú vodíkové väzby vo vlákne, ktoré sú aj pri vysokej hustote veľmi pravidelne usporiadané.

Práve pre netradičné vlastnosti pavúčích vlákien sa biotechnológovia rozhodli, že využijú ich štruktúru ako predlohu pri tvorbe nového prírodného materiálu. Pomocou špeciálnej metódy poskladali bielkoviny sóje tak, aby napodobnili pavúčí hodváb na molekulárnej úrovni.

Fazuľový klíček. Zdroj: iStockphoto.com

Ilustračný obrázok, Zdroj: iStockphoto.com

„Keďže všetky bielkoviny sú tvorené polypeptidovými reťazcami, môžeme správnymi podmienkami docieliť, že sa rastlinné bielkoviny samy zhromaždia do podobnej štruktúry, akú má pavúčie vlákno,“ vysvetľuje v tlačovej správe Univerzity v Cambridgei profesor Tuomas Knowles, jeden z hlavných autorov štúdie.

Vznikla tak fólia, ktorá sa veľmi podobá na plast, avšak na rozdiel od iných bioplastov, ktoré sa degradujú v priemyselných kompostovacích zariadeniach, ju môžu ľudia kompostovať doma.

„Svojím spôsobom sme prišli s vegánskym pavúčím vláknom – vytvorili sme rovnaký materiál, ako je pavúčí hodváb, len bez pavúka,“ opísal nový materiál Rodriguez Garcia, ďalší autor štúdie.

Navyše materiál, ktorý vyvinuli vedci v Cambridgei, nepotrebuje žiadnu úpravu svojich stavebných prvkov na to, aby sa mohol voľne degradovať v prírode. Výsledky vedcov publikoval odborný časopis Nature Communitactions.

Vrecúška aj kapsuly

Nový produkt pravdepodobne nájde svoje uplatnenie aj na komerčnom trhu.

Uviesť by ho mala spoločnosť Xampla, spin-out spoločnosť Univerzity v Cambridgei, ktorá vyvíja náhrady za jednorazové plasty a mikroplasty.

Spoločnosť chce ešte tento rok predstaviť rad vrecúšok a kapsúl na jedno použitie, ktoré by mali nahradiť plasty v každodenne používaných výrobkoch, ako sú napríklad tablety do umývačiek riadu či kapsuly na prací prášok.

Zdroje

DOI: 10.1038/s41467-021-23813-6

DOI: 10.1126/science.1240474

 

Operačný program MSSR

Investícia do Vašej budúcnosti
Tento projekt je podporený z Európskeho fondu regionálneho rozvoja

Táto webová stránka vznikla vďaka podpore v rámci Operačného programu Integrovaná infraštruktúra pre projekt: Podpora národného systému pre popularizáciu výskumu a vývoja
(kód ITMS: 313011T136), spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.