Rafaele Mezzenga, giáo sư khoa học thực phẩm và vật liệu mềm thuộc ETH- Zurich đã tạo ra một loại giấy đặc biệt từ graphen và sợi protein mang những đặc tính tốt nhất của cả hai hợp chất này.
Loại giấy mới này được tạo ra từ các lớp protein và graphen xen kẽ nhau. Hai vật liệu có thể được trộn lẫn theo các thành phần khách nhau, sau đó được đưa vào dung dịch và được làm khô thành các bản mỏng bằng một thiết bị lọc chân không- tương tự như thiết bị thường sử dụng trong các nhà máy chế tạo giấy từ gỗ truyền thống. Theo Mezzenga, sự kết hợp các vật liệu khác nhau với các cấu trúc bất thường đã tạo ra một loại vật liệu liệu nano mới với nhiều ưu thế. Chẳng hạn như vật liệu này được phân hủy sinh học một cách trọn vẹn.
Graphen có tính dẫn điện và tính cơ học tốt, đồng thời có tính chống thấm cao. Bên cạnh đó, các sợi prootein có tính chất hoạt động sinh học và có thể liên kết với nước. Điều này cho phép vật liệu mới hấp thu nước và thay đổi hình dạng dưới các điều kiện độ ẩm khác nhau. Ngoài ra, giấy làm từ graphen có cấu trúc hình dáng đặc biệt, nó có thể biến dạng khi hấp thu nước và trở lại hình dạng ban đầu khi được làm khô. Loại giấy này có thể được sử dụng trong các thiết bị cảm biến nước hay trong các bộ dẫn động ẩm.
Tuy nhiên, điểm hấp dẫn nhất là loại giấy này có thể sử dụng như một cảm biến sinh học để đo lường chính xác hoạt động của các enzyme. Enzyme có thể nhận và phá vỡ các sợi protein. Điều này làm thay đổi điện trở của vật liệu, có thể sự thay đổi này khi đưa giấy graphen vào một mạch điện. Từ đây, con người có thể tạo ra nhiều phương pháp để đo hoạt động của enzym.
Vật liệu mới này còn được thiết kế để đáp ứng nhiều nhu cầu khác. Chẳng hạn, tỷ lệ graphen trong vật liệu cao hơn sẽ cho độ dẫn điện cao hơn Mặt khác, tỷ lệ sợi protein cao hơn, vật liệu sẽ hấp thu được nhiều nước hơn, tăng cường sự biến dạng khi phản ứng với sự thay đổi độ ẩm.
Vật liệu mới có thể được chế tạo tương đối đơn giản. Protein, beta-lactoglobulin, hay protein sữa được làm biến tính trong một dung dịch axit dưới nhiệt độ cao. Các sản phẩm cuối cùng của quá trình biến tính này là các sợi protein lơ lửng trong nước. Sau đó, các sợi này hoạt động như chất ổn định cho các tấm graphen kỵ nước, phân tán tốt trong nước và được chế tạo thành vật liệu nano bằng công nghệ lọc đơn giản.
Hoahocngaynay.com
Nguồn NASATI/Physorg
