چگونه لباس‌های آینده مصرف آب را کاهش می‌دهد؟

یورو نیوز: محققان برای نخستین بار با استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی و تکنیک جدید چاپ بیو «پارچه‌‌»هایی ساخته‌اند که از الیاف زنده جلبک در بافت آن استفاده شده است.

یک تیم بین‌المللی متشکل از محققان دانشگاه روچستر آمریکا و دانشگاه صنعتی دلفت هلند در این پروژه توانسته‌اند از ترکیب موجودات زنده و غیرزنده این بافت فتوسنتزی سخت و مقاوم را ایجاد کنند.

دانشمندان در سال‌های پیشین دریافته بودند که به کارگیری مواد طبیعی زنده متشکل از سلول‌های بیولوژیکی در درون چارچوب غیرزنده می‌تواند مقاوم‌ترین بافت را بسازد، با این حال این اولین بار است در یک پروژه آزمایشگاهی موفق به تولید یک ترکیب کاربردی از آن شده‌اند.

برای ایجاد این ماده، پژوهشگران از ترکیب جلبک‌ها و سلولز باکتریایی غیرزنده، که توسط باکتری‌ها تولید می‌شود و به لحاظ انعطاف‌پذیری و مقاومت خصوصیاتی منحصر به فرد دارد، شروع کردند. ترکیب اجزای زنده (ریز جلبک‌ها) و غیرزنده (سلولز باکتریایی) منجر به ایجاد ماده‌ای ویژه شد که همزمان دارای کیفیت فتوسنتز جلبک‌ها و استحکام سلولز باکتریایی است.

در حقیقت این سلولزهای ریز همچون کاغذ چاپگر عمل می‌کنند و جلبک‌های کوچک زنده همچون جوهر به وسیله چاپگر سه‌بعدی روی آن پاشیده می‌شوند.

سریکانا بالاسوبرامانیان، محقق دوره پسادکترا در دانشگاه دلفت، می‌گوید: «چاپ سه‌بعدی یک فناوری قوی برای ساخت مواد کاربردی زنده است و دارای پتانسیل زیادی در طیف زیادی از کاربردهای زیست‌محیطی است.»

وی افزود: «ما برای اولین بار یک ماده فتوسنتزی مهندس‌شده را ارائه کرده‌ایم که از نظر ساختار به اندازه‌ای مقاوم است که می‌تواند در پروژه‌های واقعی استفاده شود.»

محققان می‌گویند این ماده سازگار با محیط‌زیست است و ماهیتی گیاهی دارد به این معنی که با فتوسنتز قادر به ادامه حیات است. این ماده علاوه براینکه به راحتی قابلیت بازیافت و بازگشت به طبیعت را دارد، می‌توان از آن نمونه محدودی تولید کرد و در محل از پیش تعیین شده گذاشت تا خود به خود رشد کند و بزرگ شود.

پژوهشگران می‌گویند از این ماده جدید می‌توان در تولید پوست‌های فتوسنتزی استفاده کرد، پوست‌هایی که در جراحی‌های پیوند پوست می‌توانند مورد استفاده واقع شوند.

آنه مایر، استادیار زیست‌شناسی در دانشگاه روچستر، در این باره می‌گوید: «پوست‌های فتوسنتزی با تولید اکسیژن می‌توانند به ناحیه آسیب‌دیده کمک کنند تا بهتر ترمیم شود.»

به گفته محققان، این ماده علاوه بر توانایی ایفای نقش در درمان‌های پزشکی می‌تواند در صنعت مد نیز وارد شود. لباس‌های زیستی ساخته شده از جلبک‌ها تاثیرات محیط زیستی منفی صنعت نساجی کنونی را برطرف می‌کند چرا که پارچه‌هایی مقاوم هستند و در عین حال بسیار سازگار با محیط زیست و به راحتی می‌توانند به طبیعت بازگردانده شوند.

این پارچه‌ها علاوه بر این‌که با فرآیند فتوسنتز اکسیژن تولید خواهند کرد، در عین حال نیازی به شستشو به اندازه لباس‌های معمولی ندارند و در نتیجه باعث کاهش مصرف آب می‌شوند.

پژوهشگران می‌گویند از این ماده جدید همچنین می‌توان در تولید برگ‌های مصنوعی نیز استفاده کرد. این برگ‌ها نوعی محصول هستند که از عملکرد برگ‌های واقعی در تبدیل نور به انرژی تقلید می‌کنند به این معنی که انرژی را به شکل شیمیایی به عنوان قند ذخیره می‌کنند و سپس می‌توانند به سوخت تبدیل شوند.

برگ‌های مصنوعی هم‌اکنون به عنوان منبعی برای تولید انرژی پایدار در مکان‌هایی که گیاهان نمی‌توانند رشد خوبی داشته باشند استفاده می‌شوند، با این حال این مواد با استفاده از روش‌های شیمیایی سمی تولید می‌شوند و ماده ساخته شده با فناوری محیط‌زیستی جدید می‌تواند جایگزینی خوب برای آن به حساب بیاید.

نتایج تحقیقات جدید در نشریه علمی «Advanced Functional Materials» منتشر شده است.