植物界中質地最堅硬的物質——花粉,在南洋理工大學科研人員的巧思妙想下,轉爲柔韌靈活、有望成爲環保建築材料的微凝膠顆粒。
這份最新研究報告刊登在3月19日的《自然通訊》科學期刊,由南大化學與生物醫學工程學院助理教授宋周夏、材料科學與工程學院教授趙南俊、南大校長蘇布拉·蘇雷什教授合著。
報告中提到,花粉顆粒幾乎“堅不可摧”,是具有獨特材料特性的高度動態微量結構(microscale structures)。
目前的研究結果顯示,以花粉制成的微凝膠顆粒的生物相容性,在接觸到人體組織時不會引起免疫、過敏或中毒反應,因此有可能運用在包紮傷口、制作義肢和植入體內的電子零件等用途上。
花粉負責將植物的雄性遺傳物質封藏在兩層結構中傳播,分爲堅硬的外層和柔軟的內層。經電腦模擬計算,唯有在精准掌控內外層的彈性程度下,花粉才能呈現爲凝膠狀。
發想來自花粉壁酶
將太陽花粉轉爲微凝膠顆粒的化學反應,類似于一般制作肥皂的過程。
南大研究人員的發想來自花粉壁裏的酶(enzyme),酶控制花粉管的生長過程,可令花粉壁的結構産生變化。
當研究人員將處理過的太陽花粉在堿性狀態下孵化12個小時,花粉的內外層軟化使得花粉顆粒腫脹,孵化的時間越久,花粉就會形成更多凝膠。
研究人員認爲,利用3D和4D打印技術,可將花粉制成的顆粒,制作出不同材料如聚合物凝膠、海綿和像紙張一樣的薄片。研究人員也希望日後能從材料科學角度,嘗試解開花粉與植物繁衍之間的關系。
蘇雷什指出,南大的研究團隊成功將堅硬的花粉顆粒轉爲柔軟的微凝膠顆粒,這已經超出花粉的自然極限,這項研究有望開發出具備環境可持續性、經濟廉宜和有擴展潛能的材料。