منوعات

جلد نباتي خالٍ من البلاستيك ويصبغ نفسه من البكتيريا

قام الباحثون في إمبريال كوليدج لندن بهندسة البكتيريا وراثيا لإنتاج جلود خالية من الحيوانات والبلاستيك والتي تصبغ نفسها.

في السنوات الأخيرة، بدأ العلماء والشركات في استخدام الميكروبات لزراعة المنسوجات المستدامة أو لصنع الأصباغ للصناعة. ولكن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها هندسة البكتيريا لإنتاج مادة وصبغة خاصة بها في وقت واحد.

تعتبر الصباغة الكيميائية الاصطناعية واحدة من أكثر عمليات الموضة سمية للبيئة، والأصباغ السوداء، وخاصة تلك المستخدمة لتلوين الجلود، ضارة بشكل خاص. قرر الباحثون الإمبراطوريون استخدام علم الأحياء لحل هذه المشكلة.

وفي معالجة هذه المشكلة، يقول الباحثون إن جلودهم النباتية الخالية من البلاستيك والتي تموت ذاتيًا، والتي تم تحويلها إلى نماذج أولية للأحذية والمحافظ، تمثل خطوة إلى الأمام في البحث عن أزياء أكثر استدامة.

عمليتهم الجديدة نشرت في المجلة التكنولوجيا الحيوية الطبيعيةويمكن أيضًا تكييفها نظريًا للسماح للبكتيريا بتنمية مواد ذات ألوان وأنماط متنوعة ونابضة بالحياة، وإنشاء بدائل أكثر استدامة للمنسوجات الأخرى مثل القطن والكشمير.

وقال المؤلف الرئيسي البروفيسور توم إليس، من قسم الهندسة الحيوية في إمبريال كوليدج لندن: “إن اختراع طريقة جديدة وأسرع لإنتاج بدائل مستدامة ومصبوغة ذاتيًا للجلود يعد إنجازًا كبيرًا للأزياء الاصطناعية والمستدامة”.

“السليلوز البكتيري نباتي بطبيعته ويتطلب نموه جزءًا صغيرًا من انبعاثات الكربون والمياه واستخدام الأراضي والوقت الذي يقضيه في تربية الأبقار من أجل الجلود.

“على عكس بدائل الجلود المصنوعة من البلاستيك، يمكن أيضًا تصنيع السليلوز البكتيري بدون البتروكيماويات وسوف يتحلل بيولوجيًا بشكل آمن وغير سام في البيئة.”

التعاون مع المصممين

ابتكر الباحثون بديلاً للجلد الذي يموت ذاتيًا عن طريق تعديل جينات الأنواع البكتيرية التي تنتج صفائح من السليلوز الميكروبي، وهي مادة قوية ومرنة وقابلة للطرق شائعة الاستخدام بالفعل في الأغذية ومستحضرات التجميل والمنسوجات. “أخبرت” التعديلات الجينية نفس الميكروبات التي أنتجت المادة لتنتج أيضًا الصبغة السوداء الداكنة، يوميلانين.

لقد عملوا مع المصممين لتنمية الجزء العلوي من الحذاء (بدون النعل) عن طريق زراعة طبقة من السليلوز البكتيري في حاوية مصنوعة خصيصًا على شكل حذاء. وبعد 14 يومًا من النمو أخذ خلالها السليلوز الشكل الصحيح، أخضعوا الحذاء لمدة يومين من التقليب اللطيف عند درجة حرارة 30 درجة مئوية لتنشيط إنتاج البكتيريا للصبغة السوداء بحيث تلون مادة الحذاء من الداخل.

كما قاموا بصناعة محفظة سوداء عن طريق زراعة ورقتين منفصلتين من السليلوز، وتقطيعهما حسب الحجم وخياطتهما معًا.

بالإضافة إلى النماذج الأولية، أثبت الباحثون أنه يمكن تعديل البكتيريا باستخدام جينات من ميكروبات أخرى لإنتاج الألوان استجابة للضوء الأزرق. ومن خلال عرض نمط أو شعار على الأوراق باستخدام الضوء الأزرق، تستجيب البكتيريا عن طريق إنتاج بروتينات ملونة تتوهج بعد ذلك.

وهذا يسمح لهم بإسقاط الأنماط والشعارات على الثقافات البكتيرية مع نمو المادة، مما يؤدي إلى ظهور أنماط وشعارات من داخل المادة.

وقال المؤلف المشارك الدكتور كينيث ووكر، الذي قاد العمل في قسم الهندسة الحيوية في إمبريال كوليدج لندن ويعمل الآن في الصناعة: “تعمل تقنيتنا على نطاقات كبيرة بما يكفي لإنشاء منتجات حقيقية، كما هو موضح في نماذجنا الأولية. يمكننا أن نفكر في الجماليات بالإضافة إلى الأشكال والأنماط والمنسوجات والألوان البديلة.

“يُظهر العمل أيضًا التأثير الذي يمكن أن يحدث عندما يعمل العلماء والمصممون معًا. وباعتبارهم المستخدمين الحاليين والمستقبليين للمنسوجات الجديدة التي تزرعها البكتيريا، يلعب المصممون دورًا رئيسيًا في دعم المواد الجديدة المثيرة وتقديم تعليقات الخبراء لتحسين الشكل والوظيفة والشكل. التحول إلى الموضة المستدامة.

ملابس أكثر اخضرارا

يقوم فريق البحث حاليًا بتجربة مجموعة متنوعة من الأصباغ الملونة لاستخدام تلك التي يمكن أيضًا إنتاجها بواسطة الميكروبات التي تنتج المواد.

وقد حصل الباحثون والمتعاونون أيضًا على تمويل بقيمة مليوني جنيه إسترليني من مجلس أبحاث التكنولوجيا الحيوية والعلوم البيولوجية (BBSRC)، وهو جزء من البحث والابتكار في المملكة المتحدة (UKRI)، لاستخدام البيولوجيا الهندسية والسليلوز البكتيري لمعالجة المزيد من القضايا المتعلقة بالموضة. مثل استخدام الكروم السام في خطوط إنتاج الجلود.

وقال البروفيسور إليس: “تعالج الميكروبات بالفعل بشكل مباشر العديد من المشكلات المرتبطة بالجلود والبلاستيك الحيواني، ونخطط لإعدادها لتنمو إلى ألوان ومواد جديدة وربما دوافع جديدة أيضًا”.

“نحن نتطلع إلى العمل مع صناعة الأزياء لجعل الملابس التي نرتديها أكثر صديقة للبيئة طوال سلسلة الإنتاج.”

عمل المؤلفون بشكل وثيق مع Modern Synthesis، وهي شركة متخصصة في التصميم الحيوي والمواد ومقرها لندن، في منتجات السليلوز الميكروبية المبتكرة.

تم تمويل هذا العمل من قبل مجلس أبحاث العلوم الهندسية والفيزيائية وBBSRC، وكلاهما جزء من UKRI.

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى