Avancerade material publicerade nyligen resultaten från Technion-forskare som skapade ledare som är relevanta för solenergigenerering, Biomedicinsk forskning, och mer med hjälp av biprodukter från livsmedelsindustrin som annars skulle slängas som avfall. Tekniken som visas i artikeln möjliggör det enkla, snabb, kostnadseffektiv, och miljövänlig produktion av biopolymerer, som inkluderar tillämpning för elektrofysiologisk signalavkänning.

Studien genomfördes vid Schulich-fakulteten för kemi under ledning av biträdande professor Nadav Amdursky, Chef för Biopolymers and Bioelectronics Laboratory, och doktoranderna Ramesh Nandi och Yuval Agam. Enligt prof. Amdursky, "Den nuvarande globala gröna trenden har inte gått förbi industrin, och många grupper världen över arbetar på nya lösningar som kommer att begränsa föroreningarna som orsakas av produktionen av syntetiska material och själva deras närvaro. Ett av alternativen är, självklart, användning av naturliga material, och den stora utmaningen är att anpassa dem efter behov."

De två huvudsakliga tillvägagångssätten inom miljömedveten kemi är miljökemi – skapandet av miljövänliga material; och hållbar kemi – produktion baserad på tillgängliga nedbrytbara material och energieffektiva processer. Den nuvarande forskningen integrerar de två tillvägagångssätten i en miljövänlig produktionsprocess som ger miljövänliga produkter i samband med ledande polymerer.

Polymerer är långa kedjor som består av tusentals byggstenar som kallas monomerer. Silke, ull och bomullsfibrer är exempel på naturliga polymerer, medan nylon och PVC är syntetiska polymerer. Konduktiva polymerer är en undergrupp av polymerer, och de fungerar för en mängd olika applikationer:elektronik, energilagring, bränsleceller, medicin, och andra. Dessa polymerer tillverkas för närvarande med processer som är kostsamma och orsakar föroreningar på grund av användningen av derivat av olja, gas, och fossilt bränsle.

Det alternativ som föreslagits av Technions forskargrupp är proteinpolymerer – molekyler som finns i olika biologiska vävnader som silke och ullfibrer, spindelnät, hår, och naglar. Här, såsom nämnts, de är biprodukter från livsmedelsindustrin som annars skulle slängas som avfall. Enligt prof. Amdursky, "Inspirationen att använda proteiner för att skapa ledande polymerer har sitt ursprung i den unika funktionen av proteiner i naturen - de är exklusivt ansvariga för att transportera olika laddningsbärare i flora och fauna; till exempel, vid cellulär andning eller i fotosyntes i växter. "

Forskarna skapade transparenta polymerfilmer med hög konduktivitet. Denna film är lämplig för biologiska och biomedicinska tillämpningar eftersom den är giftfri. Det är biologiskt nedbrytbart i människokroppen, och kan sträckas till ungefär 400 % av sin ursprungliga längd, utan att nämnvärt försämra dess elektriska egenskaper. Dess konduktivitet är bland de högsta som upptäcks i biologiska material.

Enligt prof. Amdursky, "Produktionen av filmen i vår forskning var en process i en enda pott, spontan, billig, snabb, energieffektiva, och förorenande. I artikeln, Vi visar användningen av filmen som "konstgjord hud" som icke -invasivt övervakar elektrofysiologiska signaler. Dessa signaler spelar en meningsfull roll i hjärn- och muskelaktivitet, och därför är deras externa övervakning en mycket viktig utmaning."

Prof. Amdursky betonar att eftersom denna teknologi är designad för tillämpning och kommersialisering, "det ekonomiska övervägandet är nyckeln, och följaktligen, det är viktigast att sänka kostnaderna för produktionsprocesser så att de ger en produkt som är konkurrenskraftig, även prismässigt, med petroleumbaserade polymerer, och gärna, vi har lyckats. Detta utöver minskningen av miljöskador i produktionsfasen såväl som under användning. Den nya polymeren är helt biologiskt nedbrytbar på mindre än 48 timmar, i motsats till syntetiska polymerer, som inte är biologiskt nedbrytbara och som ett resultat, förorenar vår planet."