Nya forskningsresultat från Linnéuniversitetet öppnar för en framtid med mer hållbart framtagen nanoteknik, där ändliga naturresurser kan ersättas med bland annat majs- och mjölkprotein.
Nanoteknik finns nästan överallt i vår vardag, även om den är i det närmaste omöjlig att se. Nanostrukturer är material som är bearbetade på atomnivå för att få önskvärda materialegenskaper. De används bland annat i elektronik, diagnostisering och som ytbehandling i textilier. Nanoteknologi har blivit en oumbärlig del av det moderna livet.
Med så spridda användningsområden blir det viktigt att ta fram ekologiskt hållbara tillverkningsmetoder och material inom nanoteknologi. Dagens tillverkningsmetoder kräver en ofta en mängd ändliga naturresurser.
– Idag tillverkas nanostrukturer av många olika sorters metaller och material som framställs ur fossila bränslen, säger Ian Nicholls, professor i kemi vid Linnéuniversitetet.
Han och forskarkollegan Subramanian Suriyanarayanan har tagit fram nanostrukturerade ytor tillverkade av naturliga råvaror som återfinns i majs, mjölk och skalet på kräftor. Studien som publicerats i tidskriften Scientific Reports visar att det är möjligt att skapa hållbara lösningar av biomaterial.
Vanligt förekommande råvaror
Forskarna undersökte användbarheten hos tre förnyelsebara och vanligt förekommande råvaror: zein (ett naturligt förekommande protein i majs), kasein (en sorts mjölkprotein) samt kitosan (ett ämne som finns i skal från bland annat kräftor). Resultatet visade att lättillgängliga biomaterial som dessa kan användas som råvara för nanostrukturer.
En utmaning i användningen av nya biomaterial handlar om hur materialens egenskaper bevaras över tid. För att ta reda på detta valde forskarna att förvara nanostrukturerna av zein, kasein och kitosan i sex månader och sedan undersöka huruvida deras materialegenskaper hade förändrats. Framför allt visade majsproteinet zein stabila resultat: Efter ett halvår syntes inga betydande skillnader i kvaliteten på nanostrukturerna, vilket vittnar om lovande egenskaper. Här blev resultaten sämre för de nanostrukturer som tillverkats av kasein och kitosan, vilka inte uppvisade samma goda stabilitet.
Fler studier på gång
Men studien visar på möjligheterna att ersätta fossila bränslen och metaller inom nanoteknologi i framtiden. Flera forskningsprojekt är i gång för att fortsätta undersöka möjligheten att använda förnyelsebara och lättillgängliga råvaror.
– Nanoteknologiska produkter är av stor samhällsnytta och behovet kommer säkerligen att öka i framtiden. Att dessa kan tillverkas på ett resurssnålt och fossilfritt sätt är därför väldigt viktigt – vilket vi med vår forskning har visat är möjligt, säger Ian Nicholls.
