Това са буквално спагети
Обикновената паста се прави чрез смесване на брашно с вода (а понякога и яйца), за да се оформи тесто. Тестото се меси до гладкост, след което се оформят различни форми като дълги нишки за спагети или плоски листове за лазаня. Но д-р Адам Кланси (Adam Clancy) и професор Гарет Уилямс (Gareth Williams) имат различен подход. Те създават смес от брашно и мравчена киселина - често срещан консервант в храните. Те използват електрически сили, за да прокарат тази смес през куха игла, която изхвърля нановлакна с диаметър само 372 нанометра - твърде малки, за да се видят с просто око.
Въпреки че мащабът е много различен, резултатът все пак е спагети, обясняват изследователите.
"За да направите спагети, прокарвате смес от вода и брашно през метални отвори. В нашето изследване направихме същото, с изключение на това, че изтегляхме нашата брашнена смес с електрически заряд. Това са буквално спагети, но много по-малки."
С помощта на този процес довежда до изработването на подложка с размер около 2 см от нановлакна (нанопаста), състояща се от изключително малки нишки. Отделните нишки са толкова тънки, че традиционните оптични микроскопи не могат да уловят тяхната структура, а екипът използва сканиращ електронен микроскоп, за да потвърди удивителната тънкост на влакната.
Подложка от нанофибри между два пръста. Кредит: Beatrice Britton / Adam Clancy.
За да постигне правилната консистенция за предене, екипът нагрява сместа в продължение на часове, преди постепенно да я охлади. Когато разтворът тече през иглата към метална плоча, използваната мравчена киселина се изпарява, оставяйки след себе си твърди влакна. Процесът произвежда последователни нанофибърни подложки, въпреки че някои дефекти (като случайно образуване на капчици) все още се появяват.
Предишният рекорд за най-тънка паста е за ръчно приготвена паста. В град Нуоро, Сардиния, е направена паста с ширина около 400 микрона. Въпреки че е много тънка, тя все още е 1000 пъти по-дебел от това, което изследователите са постигнали сега. Всъщност човешкото око обикновено може да открие дължини на вълните на видимата светлина от 380 до 700 нанометра, така че тази паста е по-тънка от дължината на вълната на светлината, която можем да видим.
Тънката паста може да бъде много полезна
Въпреки рекордната си тънкост, нанопастата няма да се появи скоро в чиниите за вечеря.
"Не мисля, че е полезна като паста, за съжаление, тъй като би се преварил за по-малко от секунда, преди да можете да го извадите от тигана“, пошегува се професор Уилямс.
Извън кухнята, нанопастата може да бъде полезна в няколко индустрии.
Изображение, показващо мащаба на микроскопични до наноскопични обекти, показващи къде пада нанопастата. Кредит: адаптирано от ZMEScience изображение от Wikimedia Commons.
Голямата повърхностна площ и гъвкавостта на нановлакната ги правят ценни за различни приложения. В медицината те биха могли да направят революция в лечението на рани. Порестият характер на влакната позволява на въздуха и влагата да проникнат, като същевременно блокира бактериите. Както отбеляза професор Уилямс, нановлакната освен това имитират извънклетъчната матрица, което позволява използването им като скелет за възстановяване на тъканите и костите.
"Нановлакната, като тези, направени от нишесте, показват потенциал за използване в превръзки за рани, тъй като са много порести. В допълнение, нановлакната се изследват дали могат да се използват като скеле за възстановяване на тъканите, тъй като те имитират извънклетъчната матрица - мрежа от протеини и други молекули, които клетките изграждат, за да се поддържат", добавя Уилямс.
Освен здравеопазването, нановлакната могат да подобрят системите за филтриране, да създадат биоразградими опаковки и дори да служат като компоненти в устройства за съхранение на енергия като суперкондензатори. Успехът на екипа на Университетския колеж в Лондон в производството на нановлакна от брашно предлага по-евтина, по-екологична алтернатива на традиционните нановлакнести материали, потенциално ускорявайки приемането в множество сектори.
Устойчив и мащабируем
Използвайки бяло брашно, екипът на Университетския колеж в Лондон значително намалява въздействието върху околната среда. Брашното е по-достъпен и устойчив суровинен материал, тъй като задържа нишесте заедно с протеини и целулоза, които не са вредни за много приложения.
Въпреки това, за разлика от пречистеното нишесте, брашното може да има някои примеси, които леко усложняват процеса (но не е задължително да подкопават качеството на крайния продукт).
За да се справят с това, изследователите разтварят брашното в мравчена киселина, която разгражда плътно свързаните спираловидни структури на нишестето на по-малки вериги, подходящи за предене.
"Нишестето е обещаващ материал за използване, тъй като е в изобилие и е възобновим – то е вторият по големина източник на биомаса на Земята след целулозата – и е биоразградимо, което означава, че може да се разгради в тялото“, каза Кланси. "Но пречистването на нишестето изисква много обработка. Показахме, че е възможен по-прост начин за производство на нановлакна с помощта на брашно.
Докато първоначалните резултати са обещаващи, са необходими допълнителни изследвания, за да се проучат свойствата на тези базирани на брашно нановлакна. Екипът планира да проучи тяхната биоразградимост, взаимодействие с клетките и мащабируемост за промишлено производство.
"Следващата стъпка ще бъде да проучим свойствата на този продукт. Бихме искали да знаем например колко бързо се разпада, как взаимодейства с клетките и дали може да се произвежда в друг мащаб."
Справка: Nanopasta: electrospinning nanofibers of white flour; Beatrice Britton, Fangyuan Zhang, David B. Anthony, D. L. Reyes, Michal Pawlus, Gareth R. Williams and Adam J. Clancy; Nanoscale Adv., 2024 DOI https://doi.org/10.1039/D4NA00601A
Източник: The World’s Thinnest Pasta Is Here — But It’s Not for Eating, ZMEScience
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари