Bakteriyel selüloz neden aranan bir malzemedir?

Selüloz denilince genellikle bitki kökenli lifler akla gelir, ancak biyopolimer bakteriler tarafından da üretilebilir. Bitki selülozu her yerde bulunur, ancak lignin, mum ve hemiselüloz ile kontaminasyon gibi sakıncaları vardır.

Bakteriyel selüloz (BC) ise lignin ve mum gibi safsızlıklardan aridir, su tutma kapasitesi ve diğer mekanik özellikler gösterir. Deri görünümü ve özellikleri ile BC, dünya çapında popülerlik kazanıyor.

BC onlarca yıldır bilinmesine rağmen, son 2-3 yılda araştırmalar canlandı çünkü dünya daha iyi işlevselliğe ve görünüme sahip ve hayvanlara zarar vermeden yapılmış malzemeler istiyor. Bilim adamları iki sorunu çözmeye çalışıyorlar – BC’yi nasıl daha ucuz hale getirebiliriz; ve nasıl daha işlevsel hale getirileceği. Ayrıca, daha iklim dostu malzeme arayışı bilim insanlarını M.Ö. Deri yapımı, çok fazla su ve kimyasal kullanmayı içerir; hayvanlar ayrıca büyük miktarlarda metan salar.

BC çanta gibi ürünlerin yapımında derinin yerini alabilir. ‘Vegan deri’ Batı’da zemin kazanıyor. Alman şirketi ScobyTec ve Brezilyalı şirket Intervém Design, BC kullanarak çanta ve önbellek gibi moda ürünleri üretiyor.

BC polimerleri, biyotıp gibi diğer endüstrilerde de kullanım alanı buluyor. Ulusal Araştırma Merkezi’nden Dr Ahmed Saleh ve diğerleri tarafından hazırlanan bilimsel bir makale, “Sodyum aljinat, kitosan, polietilen glikol ve jelatin gibi jelleştirici malzemelerle üretilen BC, antibiyotikler gibi biyoaktif bileşikler için bir taşıyıcı olarak da kullanılabilir” diyor. Mısır ve yayınlanan Doğa. Yara sargısı, BC’nin önemli bir uygulaması olarak ortaya çıkmaktadır.

Bilimsel ve Endüstriyel Araştırma Konseyi’ne bağlı Chennai merkezli Merkezi Deri Araştırma Enstitüsü’nün bilim adamları tarafından yayınlanan konuyla ilgili başka bir makale, “BC ve BC’den türetilen malzemeler, saf ve çevre açısından güvenli fonksiyonel malzemeler geliştirmede çok önemlidir” diyor ( CSIR).

CLRI makalesinin yazarlarından biri olan Dr Debasis Samanta, şunları söyledi: Kuantum enstitünün çabalarının BC ile diğer polimerleri birleştirme yönünde olduğunu. Samanta ve ekibi, klik kimya tekniklerini kullanarak poli-triazolü BC ile birleştirmeyi başardı. Poliüretanın benzer şekilde BC’ye “hareketsizleştirilebileceğini” ve bu tür malzemelerin daha ucuz olacağını söyledi.

Maliyet azaltma

Dr Saleh makalesinde “BC üretiminin yüksek maliyeti, ticari olarak benimsenmesinde bir zorluk teşkil ediyor” diyor. Maliyetleri düşürmenin bir yolu verimi artırmaktır, bu da daha fazla üretebilen bakteri türlerinin belirlenmesi anlamına gelir.

BC üretmek için en çok kullanılan bakteri Komagataeibacter.

Saleh ve ekibi, BC üreten yeni bir tür belirlediler. Lactiplantibacillus plantarum ve onu çürük meyveden izole etti. Deneylerde, bu bakterinin yüksek verimli olduğu ortaya çıktı.

İstenilen özellikler

Gelişmekte olan bir bilim dalı, ‘mühendislik ürünü canlı malzemeler’ veya ELM’lerdir. BC’ler bakteri kültürü tarafından üretildiğinden, bakterileri tasarlayarak istenen özellikleri vermek mümkündür. Araştırma şimdi genetik mühendisliğine odaklanıyor Komagataeibacter ve diğer organizmalar gibi Saccharomyces cerevisiae ile birlikte kültürlenebilen Komagataeibacter. Londra Imperial College’daki bilim adamları, genetik olarak manipüle etmeyi başardılar. Komagataeibacter rhaeticus.

Siyah boya, dünyada en çok tüketilen boyalardan biridir ve sürdürülebilir boyama yöntemleri kullanılarak yeniden oluşturulması en zor olanlardan biridir. Bilim adamları, koyu melanin pigmenti eumelanin’in biyosentezini denediler. Komagataeibacter rhaeticus. Deney başarılı olmuş gibi görünüyor.

Henüz hakem değerlendirmesinden geçmemiş bir makalede, Kenneth Walker ve arkadaşları şunları söylüyor: “Burada pigmentli selüloz üretiminin K. rhaeticus moda ürünlerinin prototiplenmesi için yeterince büyük miktarlarda üretilebilir.”

Ayrıca, çalışmalarının “istenen özelliklere sahip materyaller yetiştirmeyi amaçlayan suşları tasarlamak ve inşa etmek için” genetik mühendisliğinin değerini vurguladığını belirtiyorlar; bu durumda, daha sonra endüstriyel bir kimyasal boyama işlemiyle eklenmek yerine, seçilen bir renk malzemeye büyütülmüştür.”

Bu nedenle, görünüşe göre, BC önemli bir sanayi ürünü olarak ortaya çıkmaktadır.