Τη δυνατότητα να αντιδρά με διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα προκειμένου να αναπτύσσεται, να γίνεται πιο δυνατό και να αυτοθεραπεύεται έχει υλικό που ανέπτυξαν χημικοί μηχανικοί του ΜΙΤ, εμπνεόμενοι από τα φυτά.
Όπως αναφέρει το ΜΙΤ News, το πολυμερές, το οποίο κάποια μέρα μπορεί να φτάσει στο σημείο να χρησιμοποιείται ως δομικό ή επισκευαστικό υλικό, μετατρέπει το διοξείδιο του άνθρακα σε ένα υλικό με βάση τον άνθρακα το οποίο αυτο-ενισχύεται. Στην παρούσα μορφή του, το νέο υλικό είναι συνθετική ουσία μορφής τζελ, η οποία πραγματοποιεί μια χημική διαδικασία παρόμοια με τον τρόπο που τα φυτά αντλούν διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα. Εκτιμάται πως θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί πχ σε πλάκες χαμηλού βάρους για χρήση σε οικοδόμηση κτιρίων, όπου θα τοποθετούνταν και θα σκλήραιναν, χάρη στην έκθεσή τους σε αέρα και φως, μειώνοντας έτσι τα κόστη ενέργειας και μεταφοράς.
Η σχετική έρευνα παρουσιάζεται σε paper στο Advanced Materials από τον καθηγητή Μάικλ Στράνο, τον μεταδιδακτορικό Σέον-Γέονγκ Κουάκ και άλλους οκτώ ερευνητές στο ΜΙΤ και το University of California at Riverside.
«Πρόκειται για ένα εντελώς νέο concept στην επιστήμη υλικών» λέει ο Στράνο, τονίζοντας πως τέτοια υλικά δεν υπάρχουν σήμερα εκτός του «βασιλείου» της βιολογίας, υλικά που μπορούν να μετατρέπουν διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα σε υλικό σταθερής, στέρεας μορφής, χρησιμοποιώντας μόνο την ενέργεια του φωτός, όπως κάνουν τα φυτά.
Η ανάπτυξη ενός συνθετικού υλικού που όχι μόνο αποφεύγει τη χρήση ορυκτών καυσίμων για τη δημιουργία του, αλλά καταναλώνει διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα, έχει προφανή οφέλη για το περιβάλλον και το κλίμα, σημειώνουν οι ερευνητές. «Σκεφτείτε ένα συνθετικό υλικό που θα μπορούσε να αναπτύσσεται όπως τα φυτά, παίρνοντας τον άνθρακα από το διοξείδιο του άνθρακα και ενσωματώνοντάς τον στη δομή του υλικού» λέει ο Στράνο.
Το υλικό που χρησιμοποίησε η ομάδα στα πειράματά της αξιοποιούσε ένα βιολογικό συστατικό, τους χλωροπλάστες, οι οποίοι συλλέγουν φως εντός των κυττάρων των φυτών, τα οποία επί της προκειμένης προήλθαν από φύλλα σπανακιού. Το υλικό αυτό γίνεται πιο δυνατό όσο ενσωματώνει τον άνθρακα, αλλά δεν είναι ακόμα αρκετά δυνατό για να χρησιμοποιηθεί σε κτήρια, αν και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για επισκευές (πχ σε ρωγμές ή σε επικαλύψεις).
Όπως υπογραμμίζουν οι ερευνητές, παρά τις αρκετά διαδεδομένες προσπάθειες ανάπτυξης αυτοθεραπευόμενων υλικών που μπορούν να μιμούνται τις ιδιότητες των βιολογικών οργανισμών, κατά κανόνα τα υλικά που αναπτύσσονται απαιτούν «ενεργή» παρέμβαση από έξω για να λειτουργήσουν, όπως πχ θέρμανση, άσκηση μηχανικής πίεσης, χημική επεξεργασία κ.ά. Αντίθετα, το υλικό αυτό απαιτεί μόνο φυσικό φως και τραβάει τον άνθρακα που χρειάζεται από την ατμόσφαιρα, κάτι που αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα. «Η επιστήμη υλικών δεν έχει ποτέ παράξει κάτι σαν αυτό» τονίζει ο Στράνο.
Όπως αναφέρει το ΜΙΤ News, το πολυμερές, το οποίο κάποια μέρα μπορεί να φτάσει στο σημείο να χρησιμοποιείται ως δομικό ή επισκευαστικό υλικό, μετατρέπει το διοξείδιο του άνθρακα σε ένα υλικό με βάση τον άνθρακα το οποίο αυτο-ενισχύεται. Στην παρούσα μορφή του, το νέο υλικό είναι συνθετική ουσία μορφής τζελ, η οποία πραγματοποιεί μια χημική διαδικασία παρόμοια με τον τρόπο που τα φυτά αντλούν διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα. Εκτιμάται πως θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί πχ σε πλάκες χαμηλού βάρους για χρήση σε οικοδόμηση κτιρίων, όπου θα τοποθετούνταν και θα σκλήραιναν, χάρη στην έκθεσή τους σε αέρα και φως, μειώνοντας έτσι τα κόστη ενέργειας και μεταφοράς.
Η σχετική έρευνα παρουσιάζεται σε paper στο Advanced Materials από τον καθηγητή Μάικλ Στράνο, τον μεταδιδακτορικό Σέον-Γέονγκ Κουάκ και άλλους οκτώ ερευνητές στο ΜΙΤ και το University of California at Riverside.
«Πρόκειται για ένα εντελώς νέο concept στην επιστήμη υλικών» λέει ο Στράνο, τονίζοντας πως τέτοια υλικά δεν υπάρχουν σήμερα εκτός του «βασιλείου» της βιολογίας, υλικά που μπορούν να μετατρέπουν διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα σε υλικό σταθερής, στέρεας μορφής, χρησιμοποιώντας μόνο την ενέργεια του φωτός, όπως κάνουν τα φυτά.
Η ανάπτυξη ενός συνθετικού υλικού που όχι μόνο αποφεύγει τη χρήση ορυκτών καυσίμων για τη δημιουργία του, αλλά καταναλώνει διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα, έχει προφανή οφέλη για το περιβάλλον και το κλίμα, σημειώνουν οι ερευνητές. «Σκεφτείτε ένα συνθετικό υλικό που θα μπορούσε να αναπτύσσεται όπως τα φυτά, παίρνοντας τον άνθρακα από το διοξείδιο του άνθρακα και ενσωματώνοντάς τον στη δομή του υλικού» λέει ο Στράνο.
Το υλικό που χρησιμοποίησε η ομάδα στα πειράματά της αξιοποιούσε ένα βιολογικό συστατικό, τους χλωροπλάστες, οι οποίοι συλλέγουν φως εντός των κυττάρων των φυτών, τα οποία επί της προκειμένης προήλθαν από φύλλα σπανακιού. Το υλικό αυτό γίνεται πιο δυνατό όσο ενσωματώνει τον άνθρακα, αλλά δεν είναι ακόμα αρκετά δυνατό για να χρησιμοποιηθεί σε κτήρια, αν και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για επισκευές (πχ σε ρωγμές ή σε επικαλύψεις).
Όπως υπογραμμίζουν οι ερευνητές, παρά τις αρκετά διαδεδομένες προσπάθειες ανάπτυξης αυτοθεραπευόμενων υλικών που μπορούν να μιμούνται τις ιδιότητες των βιολογικών οργανισμών, κατά κανόνα τα υλικά που αναπτύσσονται απαιτούν «ενεργή» παρέμβαση από έξω για να λειτουργήσουν, όπως πχ θέρμανση, άσκηση μηχανικής πίεσης, χημική επεξεργασία κ.ά. Αντίθετα, το υλικό αυτό απαιτεί μόνο φυσικό φως και τραβάει τον άνθρακα που χρειάζεται από την ατμόσφαιρα, κάτι που αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα. «Η επιστήμη υλικών δεν έχει ποτέ παράξει κάτι σαν αυτό» τονίζει ο Στράνο.
