Korzenie natury: tworzenie 3D mikronaczyń inspirowane roślinami i grzybami.
WarsawNaukowcy z Uniwersytetu Kyushu opracowali innowacyjną metodę tworzenia skomplikowanych trójwymiarowych sieci mikronaczyniowych, opierając się na wzorcach wzrostu roślin i grzybów. Zamiast tradycyjnych technik mikroobróbki, wykorzystali naturalne wzorce wzrostu korzeni roślin i strzępków grzybów. Dzięki zastosowaniu szklanych nanocząsteczek i wiązaczy celulozowych stworzyli syntetyczną glebę, która umożliwia rozwój roślin i grzybów. Po ich usunięciu struktura sieci pozostaje nienaruszona dzięki szkle, tworząc szczegółowy system mikroprzepływowy do różnych zastosowań.
Podejście to wyróżnia się ze względu na swoje kluczowe cechy.
- Wykorzystuje nanocząstki szkła i wiążące środki na bazie celulozy.
- Tworzy złożone sieci 3D poprzez umożliwienie naturalnego wzrostu roślin i grzybów w medium.
- Zachowuje skomplikowane struktury dzięki procesowi spiekania, podobnie jak w produkcji ceramicznej.
- Może odtwarzać struktury tak małe jak 1-2 μm średnicy.
Ta metoda przynosi ogromne korzyści w wielu dziedzinach nauki i inżynierii. W medycynie regeneracyjnej może przyczynić się do rozwoju nowych materiałów do hodowli tkanek. Materiały te mogłyby naśladować sposób, w jaki rośliny i grzyby tworzą swoje wewnętrzne struktury, co może wspomóc wzrost i regenerację tkanek. W mikroelektronice mogłoby to prowadzić do stworzenia bardziej efektywnych urządzeń do przeprowadzania reakcji chemicznych i zarządzania ciepłem, wykorzystując szczegółowe wzory inspirowane naturalnym wzrostem.
Naukowcy mają teraz możliwość badania korzeni i grzybów bezpośrednio w glebie, co pozwala na zgłębianie wiedzy o podziemnych ekosystemach i różnorodności biologicznej. Takie badania mogą poszerzyć naszą wiedzę na temat obiegu składników odżywczych w środowisku, wpływu na zdrowie roślin oraz wspierania zrównoważoności gleby.
Naukowcy z Uniwersytetu Kyushu opracowali nową metodę tworzenia urządzeń mikroprzepływowych, czerpiąc inspirację z natury oraz nowoczesnych technologii. Dzięki temu podejściu możliwe jest wprowadzenie wydajnych i ekologicznych rozwiązań technologicznych. Czerpiąc lekcje od natury, inżynierowie mogą rozwiązywać skomplikowane problemy i dokonywać istotnych postępów w różnych dziedzinach.
Badanie jest publikowane tutaj:
http://dx.doi.org/10.1038/s41598-024-72333-yi jego oficjalne cytowanie - w tym autorzy i czasopismo - to
Tetsuro Koga, Shota Nakashima, Fujio Tsumori. Replicating biological 3D root and hyphal networks in transparent glass chips. Scientific Reports, 2024; 14 (1) DOI: 10.1038/s41598-024-72333-yUdostępnij ten artykuł