طبیعت یک درخت می سازد. آیا آزمایشگاه می تواند آن را بهتر کند؟


برای همه روش هایی که انسان ها با طبیعت بازی کرده اند ، نحوه رشد و استخراج مواد از جنگل ها و مزارع تا حد زیادی بدون تغییر باقی مانده است. برای مثال چوب ، یک درخت می کاریم ، اجازه می دهیم تا رشد کند و خرد می کند. چوب و سایر مواد گیاهی می توانند منابع تجدید پذیر باشند ، اما به دست آوردن فرم های قابل استفاده معمولاً به حمل و نقل ، سنگ زنی و پردازش زیادی نیاز دارد.

اکنون گروهی از محققان موسسه فناوری ماساچوست امیدوارند که این ناکارآمدی را به شدت کاهش دهند. محققان بافت های گیاهی مانند چوب را در آزمایشگاه پرورش داده اند که در صورت افزایش ، ممکن است روزی منجر به تولید چوب ، الیاف و سایر مواد بیولوژیکی رشد یافته در آزمایشگاه شود که هدف آن کاهش اثرات محیطی در جنگلداری و کشاورزی است. کارهای آنها اخیراً شرح داده شده است روزنامه برای تولید پاک کننده کاغذ.

“امید این است که اگر این یک فرایند توسعه یافته برای تولید مواد گیاهی شود ، می توانید برخی از آنها را تخفیف دهید. [the] فشار بر زمین های کشاورزی ما و با این فشار کاهش یافته ، امیدواریم که بتوانیم فضای بیشتری برای وحشی و جنگلهای بیشتری داشته باشیم. “، اشلی بکویت ، نویسنده اصلی این تحقیق و نامزد دکترای مهندسی مکانیک در MIT گفت.

مطالعه قبلی بکویت استفاده از ریز سیالات چاپی سه بعدی را برای کاربردهای پزشکی مانند تجزیه و تحلیل قطعات تومور بررسی کرد. اما پس از گذراندن وقت برای کار و آموزش در مزارع ارگانیک ، او علاقه مند شد که از منابع کشاورزی و منابع طبیعی استفاده بهینه کند.

مواد گیاهی تولید شده در آزمایشگاه به آب و هوا ، سموم دفع آفات یا زمین های زراعی بستگی نخواهد داشت. محققان خاطرنشان کردند ، و تولید تنها بخشهای مفید گیاه باعث از بین رفتن پوست ، برگ و سایر مواد اضافی دور ریخته می شود. لوئیس فرناندو ولازکز-گارسیا ، یکی از نویسندگان این تحقیق و دانشمند ارشد آزمایشگاه های فناوری میکروسیستم سیستم MIT ، گفت: “ایده در سطح بالاتر تولید کالاهایی است که در آن نیاز باشد ، در صورت نیاز.” “ما در حال حاضر این مدل را داریم که کالاها را در مکانهای کمی تولید می کنیم و سپس آنها را توزیع می کنیم.”

کشت بافت های گیاهی در آزمایشگاه با سلول شروع می شود نه بذر. محققان سلولهای زنده را از برگهای جوان استخراج کردند Zinnia زیبا، گونه ای انتخاب شده است زیرا به سرعت رشد می کند و از نظر تمایز سلولی به خوبی مورد مطالعه قرار می گیرد ، فرایندی که سلول ها از یک نوع به نوع دیگر تغییر می کنند. در سلولهای مغذی مغذی قرار گرفته ، سلولها قبل از انتقال به ژل برای تکامل بیشتر تولید مثل می کنند. بكويث مي گويد: “سلولها درون اين داربست ژلي معلق هستند و با گذشت زمان رشد كرده و رشد مي كنند تا حجم داربست را پر كنند و همچنين به انواع سلول هاي مورد علاقه ما تبديل مي شوند.” این داربست حاوی مواد مغذی و هورمونی برای حمایت از رشد سلول است ، به این معنی که مواد گیاهی منفعل رشد می کنند – نیازی به نور خورشید یا خاک نیست.

هنوز هم مخلوطی از سلولهای گیاهی و ژل بدون سردرگمی به چیزی بسیار مفید تبدیل نخواهد شد. بنابراین ، محققان آزمایش کردند که چگونه دستکاری غلظت هورمون در محیط ژل ، pH و تراکم سلول اولیه ، در میان سایر متغیرها ، بر رشد تأثیر می گذارد و می تواند بر خصوصیات بافت های گیاهی حاصل تأثیر بگذارد. ولازکز-گارسیا می گوید: “سلولهای گیاهی اگر به آنها سیگنال دهید توانایی تبدیل شدن به سلولهای مختلف را دارند.” “شما می توانید سلول ها را به انجام یک کار یا چیز دیگر متقاعد کنید و سپس آنها خصوصیات مورد نظر شما را بدست آورند.”

برای بدست آوردن ماده ای شبیه چوب ، محققان مجبور شدند سلولهای گیاهی را به تفکیک به سلولهای عروقی ، که باعث انتقال آب و مواد معدنی و ساختن چوب می شوند ، تشویق کنند. با تکامل سلول ها ، آنها دیواره سلولی ثانویه ضخیم شده و تقویت شده با لیگنین – یک سختی پلیمر – را تشکیل می دهند که سخت تر و سخت تر می شود. با استفاده از میکروسکوپ فلورسانس برای تجزیه و تحلیل فرهنگ ها ، محققان می توانند مشاهده کنند که کدام سلول ها لیگن (یا تبدیل به چوب می شوند) و همچنین گسترش و کشیدگی آنها را ارزیابی می کنند.

وقتی زمان چاپ آنها فرا رسید ، گرم شدن و سپس چاپ سه بعدی از طریق ژل باعث شد تا ماده حاصل پس از سرد شدن و سفت شدن تقریباً هر شکلی بدست آورد. پارچه سبز تیره تولید شده توسط تیم تحقیقاتی بسیار سخت است ، اما از نظر ساختاری برای اکثر اهداف ساختمانی از مقاومت کافی برخوردار نیست. بكويت گفت ، تاكنون ، ساختارهاي چاپي مستطيل نازك فقط چند سانتي متر طول دارند و تحت آزمايش و مشخصه سازي مكانيكي قرار گرفته اند ، اگرچه چاپ نسخه هاي بزرگتر امكان پذير است. (اوه ، و محققان نتوانستند در برابر کمی سرگرمی مقاومت کنند و ساختارهای سگ را با استخوان و چوب چاپ کنند.)


منبع: sadeh-news.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>