Super-lubrikant bez ulja kreiran od proteina krompira mogao bi utrti put održivom inženjeringu i biomedicinskim aplikacijama, zahvaljujući istraživanju koje je vodio Univerzitet u Lidsu.
Tim kaže da revolucionarni vodeni materijal može postići super podmazivanje ili skoro nulto trenje oponašajući radnje koje se nalaze u biologiji, kao što je sinovijalna tečnost koja artikuliše hrskavicu u ljudskim zglobovima.
Inženjering ekološki prihvatljivog, efikasnog i funkcionalnog vodenog maziva je do sada izmicao istraživačima. Mnoga, ako ne i većina, vodena maziva koriste materijale koji su skoro isključivo izvedeni iz sintetičke hemije.
Interdisciplinarni tim koji je uključivao istraživače sa Škole za nauku o hrani i ishrani Univerziteta u Lidsu, Instituta za nauku Veizman u Izraelu, Kraljevskog koledža u Londonu i INRAE, Francuska, koristio je alternativne proteine kao što je protein krompira kao ekološki prihvatljive gradivne blokove koji se mogu prirodno dobijeni kao nusproizvod i imaju niži ugljenični otisak. Rezultati njihovog istraživanja objavljeni su danas u časopisu Komunikacioni materijali.
Vodeći autor Anvesha Sarkar, profesor koloida i površina u Školi za nauku o hrani i ishrani u Leedsu, rekla je: „Ovo je revolucionarna paradigma inženjeringa materijala za biomedicinske aplikacije i ključna je prekretnica ka postizanju visoko održivog vodenog maziva na biljnoj bazi. materijala.
„Ono što smo uradili je da kreiramo samo-sastavljanje protofilamenata zasnovanih na biljnim proteinima sa biopolimernim hidrogelovima u neujednačenoj arhitekturi. Kombinujući eksperimentalna merenja na više nivoa sa simulacijama molekularne dinamike, naši rezultati bez presedana otkrivaju kako se samo-sastavljanje može proizvesti korišćenjem biljnih proteina za pružite super mazivost putem hidratantnog podmazivanja.“
Prvi autor Olivia Pabois, postdoktorski saradnik na Školi za nauku o hrani i ishrani u Lidsu, rekla je: „Ono što smo stvorili mogla bi biti sledeća generacija projektovanih biomedicinskih materijala za upotrebu kao što su veštačka sinovijalna tečnost, suze i pljuvačka. To bi takođe moglo biti koristi se za niskokalorične namirnice gde možete da dobijete namirnice sa niskim sadržajem masti bez ugrožavanja osećaja masnoće kod kolega sa većim sadržajem masti.“
Istraživači su koristili objekte na Institutu za nauku Vajcman u Izraelu gde su dobili pristup najsavremenijim tehnikama za merenje površinskih sila i gde su mogli da proučavaju površinsku morfologiju i nanotribologiju maziva.
Profesor Džejkob Klajn je dodao: „Objavljivanje ovog uzbudljivog dela je kulminacija kontakata sa profesorom Šarkarom koji su započeli 2019. godine i odličan je primer međunarodne saradnje gde je ukupno dostignuće znatno veće od zbira njegovih delova.
Profesor Kris Lorenc sa Kraljevskog koledža u Londonu je prokomentarisao: „Kao deo ovog interdisciplinarnog tima predvođenog profesorom Sarkarom, uspeli smo da kombinujemo našu stručnost u simulacijama molekularne dinamike sa eksperimentalnom ekspertizom drugih grupa kako bismo povezali detalje molekularne skale ove uzbudljive biljke lubrikant na bazi proteina svojim neverovatnim svojstvima podmazivanja.
„Kao rezultat toga, time što smo u mogućnosti da kvantifikujemo interakcije koje upravljaju sastavljanjem biljnih proteina i hidrogela, kao i apsorpcijom ovog maziva na površine, otvaramo vrata potencijalnom otključavanju sposobnosti da se racionalno dizajnira samo-sastavljajući strukture od prirodnih materijala koji optimizuju njihova svojstva podmazivanja“.
Dr Marko Ramajoli iz INRAE Francuske je dodao: „Bio sam veoma srećan što sam mogao da doprinesem ovoj obećavajućoj studiji koja je savršeno usklađena sa ciljevima INRAE-a da postavi osnovu za održivu ekonomiju zasnovanu na biološkoj osnovi, zamenjujući materijale i energiju zasnovanu na fosilnim gorivima.“
