Fig. 1. SEM-bilder av (A) Z-LB1, (B) Z-LB3, (C) Z-LB8 och (D) Z-AAM (120 nm pordiameter). (E) Z-MeOH tunnfilm framställd av metanol som visas i Tabell 1-SI. Kredit:DOI:10.1038/s41598-021-04001-4
Nya forskningsresultat från Linnéuniversitetet öppnar för en framtid med mer hållbart producerad nanoteknik, där begränsade naturresurser kan ersättas med bland annat majs och mjölkproteiner.
Nanoteknik finns nästan överallt i våra dagliga liv, även om det är nästan omöjligt att se. Nanostrukturer är material som har bearbetats på atomnivå för att erhålla önskade materialegenskaper. De används till exempel inom elektronik, diagnostik och som ytbehandling av textilier. Nanoteknik har blivit en oumbärlig del av det moderna livet.
Med tanke på det breda användningsområdet blir det viktigt att utveckla ekologiskt hållbara produktionsmetoder och material inom nanoteknik. De produktionsmetoder som används idag kräver ofta begränsade naturresurser.
"Idag produceras nanostrukturer av många olika typer av metaller och material som härrör från fossila bränslen", förklarar Ian Nicholls, professor i kemi vid Linnéuniversitetet.
Nicholls och hans forskarkollega Subramanian Suriyanarayanan har utvecklat nanostrukturerade ytor gjorda av naturliga råvaror som finns i majs, mjölk och kräftskal. Studien, som publicerades i tidskriften Scientific Reports , visar att det är möjligt att skapa hållbara lösningar från biomaterial.
Lätttillgängligt material
Forskarna studerade användbarheten av tre förnybara och lättillgängliga råvaror:zein (ett naturligt förekommande protein som finns i majs), kasein (en typ av mjölkprotein) och kitosan (ett ämne som finns i bland annat kräftskal). Resultaten visade att lättillgängliga biomaterial som dessa kan användas som råmaterial för nanostrukturer.
En utmaning kring användningen av nya biomaterial är hur man bevarar materialens egenskaper över tid. För att komma med ett svar på detta valde forskarna att lagra nanostrukturerna gjorda av zein, kasein och kitosan i sex månader och sedan studera hur deras materialegenskaper hade förändrats.
Framför allt visade majsproteinet zein stabila resultat:Efter sex månader kunde inga signifikanta skillnader ses i kvaliteten på nanostrukturerna, vilket signalerar lovande egenskaper. Resultaten var dock inte lika bra för de nanostrukturer som hade framställts av kasein och kitosan, dessa visade inte samma goda stabilitet.
Fler forskningsprojekt pågår
Ändå pekar studien på möjligheten att ersätta fossila bränslen och metaller i nanotekniken i framtiden. Fler forskningsprojekt pågår för att fortsätta studera möjligheten att använda förnybara och lättillgängliga råvaror.
"Nanoteknologiska produkter är till stor nytta för samhället och det är högst troligt att efterfrågan kommer att öka i framtiden. Därför är det mycket viktigt att dessa kan produceras på ett resurseffektivt och fossilfritt sätt — vilket vi genom vår forskning, har visat att det är möjligt", avslutar Nicholls.
Lär dig mer om forskningen om biosensorer och nanostruktur från forskningsprojektet Mindgap + Utforska vidare
