Исследователи из Университетского колледжа Лондона (UCL) недавно раздвинули границы науки, создав чрезвычайно тонкие спагетти, далеко выходящие за пределы воображения. Диаметр этих нитей составляет всего 372 нанометра — в 200 раз тоньше человеческого волоса — и они невидимы невооруженным глазом. Это технологическое достижение, хотя и непригодное для использования на кухне, открывает путь к захватывающим медицинским и научным приложениям.
Уникальное техническое достижение
Для получения этих микроскопических нитей исследователи использовали технику, называемую электроспиннингом. Этот метод предполагает использование электрического заряда для протягивания смеси муки и жидкой муравьиной кислоты через металлическую иглу. Под действием электричества смесь превращается в сверхтонкие нити, образующие то, что можно назвать нанометрическими спагетти.
Чтобы представить себе их масштаб, эти нити имеют длину волны менее половины длины волны синего света, что делает их невозможными для наблюдения без электронного микроскопа. После создания эти наноспагетти были собраны в ковер диаметром два сантиметра, видимый невооруженным глазом, но состоящий из множества невидимых волокон. По словам доктора Адама Клэнси, соавтора исследования, эти спагетти делаются так же, как и обычные макароны, но в таких маленьких масштабах, что стали беспрецедентной научной диковинкой.
Применение далеко за пределами кухни
Хотя эти нити технически являются макаронами, они не окажутся в кастрюле с кипящей водой. «Они переварятся меньше чем за секунду», — шутит профессор Гарет Уильямс, еще один соавтор исследования. Поэтому вместо того, чтобы заново изобретать гастрономию, исследователи сосредоточились на технических и медицинских применениях.
Одно из самых многообещающих потенциальных применений — медицина. Нановолокна, например, из крахмала, можно использовать для перевязки ран благодаря их высокой пористости, способствующей защите и заживлению. Эти волокна также можно использовать в качестве строительных лесов для регенерации тканей, поскольку их структура имитирует внеклеточный матрикс — естественную сеть, поддерживающую клетки человеческого организма.
Помимо своей тонкости, эти волокна имеют важное экологическое преимущество: они изготовлены из крахмала, обильного, возобновляемого и биоразлагаемого материала. В отличие от других дорогих или загрязняющих окружающую среду синтетических материалов, крахмал может расщепляться естественным путем, что делает его особенно подходящим для использования в деликатных медицинских целях.
Простой, устойчивый метод
Еще один поразительный аспект этой инновации — простота производственного процесса. Нановолокна на основе крахмала обычно сложны в производстве, поскольку их очистка требует сложных этапов. В данном случае исследователи продемонстрировали возможность создания таких нитей непосредственно из обычной муки, что значительно упрощает метод и делает его более доступным.
Это открывает путь к потенциальному промышленному производству. Следующим шагом команды UCL станет изучение точных свойств нановолокон: их долговечности, взаимодействия с клетками человека и способности производить их в больших масштабах. Эти тесты позволят лучше понять, как эти нити могут быть интегрированы в практические продукты для медицинского сектора или других технологических областей.
Это открытие показывает, как простые материалы, такие как мука, могут быть преобразованы для решения сложных задач. Хотя идея нанометрических спагетти может показаться анекдотичной, их потенциальное использование в инновационных повязках или опорах для регенерации тканей — это значительное достижение.