Majs og mælkeproteiner kan erstatte fossile brændstoffer og metaller i produktionen af ​​nanostrukturerede overflader

Nye forskningsresultater fra Linnaeus University åbner for en fremtid med mere bæredygtigt produceret nanoteknologi, hvor begrænsede naturressourcer kan erstattes med blandt andet majs og mælkeproteiner.

Nanoteknologi kan findes næsten overalt i vores daglige liv, selvom det er næsten umuligt at se. Nanostrukturer er materialer, der er blevet behandlet på atomniveau for at opnå ønskede materialeegenskaber. De bruges for eksempel i elektronik, diagnostik og som overfladebehandling af tekstiler. Nanoteknologi er blevet en uundværlig del af det moderne liv.

I betragtning af den brede vifte af anvendelsesområder bliver det vigtigt at udvikle økologisk bæredygtige produktionsmetoder og materialer inden for nanoteknologi. De produktionsmetoder, der anvendes i dag, kræver ofte begrænsede naturressourcer.

"I dag produceres nanostrukturer af mange forskellige typer metaller og materialer, der stammer fra fossile brændstoffer," forklarer Ian Nicholls, professor i kemi ved Linnaeus University.

Nicholls og hans forskerkollega Subramanian Suriyanarayanan har udviklet nanostrukturerede overflader lavet af naturlige råmaterialer, der findes i majs, mælk og krebsskaller. Undersøgelsen, der blev offentliggjort i tidsskriftet Scientific Reports , viser, at det er muligt at skabe bæredygtige løsninger ud fra biomaterialer.

Let tilgængeligt materiale

Forskerne undersøgte anvendeligheden af ​​tre fornyelige og let tilgængelige råmaterialer:Zein (et naturligt forekommende protein, der findes i majs), kasein (en type mælkeprotein) og chitosan (et stof, der blandt andet findes i krebseskaller). Resultaterne viste, at let tilgængelige biomaterialer som disse kan bruges som råmateriale til nanostrukturer.

En udfordring omkring brugen af ​​nye biomaterialer er, hvordan man kan bevare materialernes egenskaber over tid. For at komme med et svar på dette valgte forskerne at opbevare nanostrukturerne lavet af zein, kasein og chitosan i seks måneder og derefter undersøge, hvordan deres materialeegenskaber havde ændret sig.

Frem for alt viste majsproteinet zein stabile resultater:Efter seks måneder kunne der ikke ses væsentlige forskelle i kvaliteten af ​​nanostrukturerne, hvilket signalerer lovende egenskaber. Resultaterne var dog ikke så gode for de nanostrukturer, der var blevet fremstillet af kasein og chitosan, disse viste ikke den samme gode stabilitet.

Flere forskningsprojekter i gang

Ikke desto mindre peger undersøgelsen på muligheden for at erstatte fossile brændstoffer og metaller i nanoteknologien i fremtiden. Flere forskningsprojekter er i gang for at fortsætte med at undersøge muligheden for at bruge vedvarende og let tilgængelige råvarer.

"Nanoteknologiske produkter er til stor gavn for samfundet, og det er højst sandsynligt, at efterspørgslen vil stige i fremtiden. Derfor er det meget vigtigt, at disse kan produceres på en ressourceeffektiv og fossilfri måde - hvilket vi gennem vores forskning, har vist, at det er muligt," slutter Nicholls.

Lær mere om forskningen i biosensorer og nanostruktur fra forskningsprojektet Mindgap + Udforsk yderligere

Flertrinsmekanisme til dannelse af nanostruktur i flydende krystal