Freiburg Üniversitesi Orman Biyomateryalleri Bölümünde görev yapmakta olan Prof. Dr. Marie-Pierre Laborie başkanlığındaki bir araştırma ekibi, 3 boyutlu yazıcılar için işlenmesi kolay malzemeler üzerinde araştırmalar yapmaktadır. Araştırmalar sonucunda ise hızlı bir şekilde katılaşan ve 3 boyutlu yazıcıları kullanarak karmaşık yapıların üretilmesi için uygun olan viskoz bir biyopast (biyolojik tutkal) geliştirilmiştir. Üzerinde araştırma yapılan madde ise Lignin maddesidir. Odun özü olarak da bilinen lignin maddesi, bitkilerin hücre duvarlarını güçlendiren ve bitkilerin kendilerini rüzgardan veya zararlılardan korumasına yardımcı olan bir maddedir.
Bitki dokularının bir çoğu karbonhidratlar ve yabancı bileşenlere ilaveten lignin olarak isimlendirilen amorf ve polimer bir madde içerirler. Olgun ağaç dokusunda lignin miktarı % 18 ila % 38 arasında değişir. Kağıt üretiminden elde edilen atık bir üründür ve biyoenerji üretmek adına büyük ölçüde yakılmaktadır. Lignin değişik oranlarda ot ve çimenlerde de bulunur. Araştırma ekibi lideri Laborie ise bu maddeyi gelecekte daha efektif olarak kullanabilmek için üzerinde araştırma yaptıklarını bildirmiştir. Buna da 1980’lerde bir Amerikan araştırma ekibi tarafından araştırılan malzemelerin bir kombinasyonunu yeniden incelemeye alarak başlamışlardır.
Bitki hücre duvarlarının ana bileşeni olan selüloza dayalı sıvı kristaller, sadece mukavemeti değil, aynı zamanda biyopast malzemesinin akışkanlık özelliklerini de sağlar. Lignin ise, biyosentetik yapı oluşturma sürecinde mikroyapıyı birbirine yapıştırabilmektedir. Malzeme uyum sağlama sürecinden sonra ise biyosentezin özelliklerini belirlemektedir. Buna örnek olarak kuvvetin geldiği yöne bağlı olarak daha katı veya daha esnek bir şekilde tepki verir.
Lignin Üzerine Planlanan Yeni Denemeler
Bununla birlikte, endüstriyel alanda uygulama şansı mümkün olana kadar, hafif yapıda bir kompozit olarak düşünülmesi ve bunun üzerinde daha fazla araştırma çalışması yapılması düşünülmektedir. Ekip şimdiye kadar araştırma sürecinde Leuna’daki Fraunhofer Kimyasal Biyoteknolojik Süreçler Merkezi’nde biyolojik rafineride üretilen saf lignin kullanmıştır. Bu araştırmalara ek olarak, araştırmacılar yakında tamamen farklı bir olası kullanımı test edip, toprağın kalitesini biyo-bazlı malzeme yardımı ile analiz etmeye deneyecekler. Bu denemeyi ise, çeşitli toprak tiplerinde lignin ve selülozun parçalanabilirliğini inceleyerek gerçekleştirmeyi planlamaktadırlar.
Geliştirilmiş olan bu biyolojik tutkal maddesinin hafif yapılarda kullanılabileceği belirtilmiştir. Bilim adamları araştırmalar sonucunda ulaştıkları ilk sonuçları uygulamalı Biyomateryaller ve Biyomakromoleküller dergilerinde yayınlamışlardır.
Kaynak
https://phys.org/news/2020-08-forest-scientists-wood-based-materials-d.html
Yorumlar