ترکیب ابریشم و نانولوله‌ کربنی برای تولید فیلم

ابریشم به دلیل کیفیت و عملکرد خود، قیمت بسیار بالایی دارد. هر چند پلیمرهای سنتزی نظیر نایلون ارزان‌تر هستند اما از نظر خواص مکانیکی و کیفیت، قابل مقایسه با ابریشم نیستند. تحقیقات اخیر محققان دانشگاه پترزبورگ نشان می‌دهد که ترکیب ابریشم با نانولوله‌های کربنی می‌تواند منجر به تولید نسل جدیدی از الیاف شود که برای استفاده در صنعت زیست‌پزشکی و الکترونیک زیست‌تخریب‌پذیر مناسب است.

 

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Promoting Helix-Rich Structure in Silk Fibroin Films through Molecular Interactions with Carbon Nanotubes and Selective Heating for Transparent Biodegradable Devices در نشریه Applied Nano Materials به چاپ رسیده است.

مصطفی بدوی از محققان این پروژه می‌گوید: «ابریشم ماده بسیار جالب توجهی است که اخیرا کاربردهای زیادی در حوزه‌های مختلف پیدا کرده است. برای این که بتوان از ابریشم استفاده کرد، به جای ساختار الیافی، ما نیاز به تولید پروتئین ابریشم موسوم به فیبروئین به‌صورت فیلم داریم که خواص شیمیایی، مکانیکی و نوری مورد نظر را داشته باشد.»

این گروه تلاش کردند تا چنین فیبروئین‌هایی را تولید کنند، اما آنها در آب ناپایدار هستند و به سختی می‌توان ساختار مولکولی آنها را به‌صورت فیلم کنترل کرد. از این رو پژوهشگران تصمیم گرفتند تا از  نانولوله‌های کربنی برای این کار استفاده کنند.

بدوی می‌افزاید: «یکی از ویژگی‌های جالب نانولوله‌های کربنی آن است که این مواد زمانی که داخل ماتریکس پلیمری قرار می‌گیرند، در اثر تابش امواج ماکروویو، به‌صورت منطقه‌ای گرم می‌شوند. به همین دلیل ما تصمیم گرفتیم این فرآیند را روی تولید ساختارهای فیلمی شکل از ابریشم اعمال کنیم تا در نهایت کامپوزیت حاوی فیبروئین ابریشم و نانولوله‌ کربنی تولید کنیم.»

این گروه نشان دادند زمانی که امواج ماکروویو به این ترکیب اعمال می‌شود، حلال بخار شده و می‌توان ساختار پروتئین‌ را با ساز و کاری کنترل شده به‌صورت فیلم در آورد. فیلم تولید شده با این روش شفاف، تخریب‌پذیر و انعطاف‌پذیر است.