Znajdź zawartość

Już wkrótce niewygodne kombinezony ochronne czy odkażanie po opuszczeniu obfitującego w bakterie czy niebezpieczne związki chemiczne rejonu mogą zastąpić ubrania z samoczyszczącej się bawełny. By tak się stało, wystarczy je wystawić na oddziaływanie światła. Nowa tkanina może znaleźć zastosowanie w odzieży ochronnej dla pracowników służby zdrowia, przetwórstwa spożywczego czy rolników, a także personelu wojskowego – wyjaśnia Ning Liu z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis. Liu zaimpregnowała bawełnianą tkaninę kwasem 2-antrachinonokarboksylowym (ang. 2-anthraquinone carboxylic acid, 2-AQC). Tworzy on mocne wiązania z wchodzącą w skład bawełny celulozą, dlatego w odróżnieniu od obecnie stosowanych samoczyszczących czynników, trudno go zmyć lub sprać. Co ważne, nie dochodzi do zmiany właściwości tkaniny (wcześniej się to nie udawało). Po ekspozycji 2-AQC na światło powstają reaktywne formy tlenu, np. rodnik wodorotlenowy (in. hydroksylowy, •OH) czy nadtlenek wodoru (H2O2), które zabijają bakterie i rozkładają związki organiczne, takie jak pestycydy. Naukowcy podkreślają, że choć 2-AQC jest stosunkowo drogi, istnieją tańsze zastępniki.

Celuloza z osłonic, morskich strunowców, może oddziaływać na zachowanie komórek mięśni szkieletowych. Naukowcy z Uniwersytetu w Manchesterze twierdzą, że to dobry sposób na uzyskanie działającej tkanki mięśniowej. Polisacharyd w formie miniwąsów jest kilkakrotnie mniejszy od komórek mięśniowych, mimo to wpływa na ich porządkowanie. To niezwykle ważne, ponieważ wiele tkanek ciała, w tym mięśnie, zawiera uporządkowane włókna, które zapewniają im wytrzymałość i sztywność. Celuloza już teraz znajduje różne zastosowania medyczne, np. w opatrunkach, ale po raz pierwszy zaproponowano, by wykorzystać ją do utworzenia mięśni szkieletowych. Celuloza z osłonic jest szczególnie dobra do "produkcji" tkanki mięśniowej, ma bowiem pewne charakterystyczne właściwości. Doktorzy Stephen Eichhorn i Julie Gough oraz doktorant James Dugan wyekstrahowali polisacharyd z miniaturowych wąsów o średnicy zaledwie kilkudziesięciu nanometrów. Kiedy wąsy ułożono równolegle do siebie, powodowały one szybkie porządkowanie i fuzję miocytów. Tworzenie sztucznych mięśni, które można by wykorzystać do zastępowania uszkodzonych lub chorych naturalnych, to wielka szansa dla całych rzesz pacjentów. Choć mamy do czynienia ze złożonym procesem [ekstrakcji], potencjalne zastosowania są bardzo interesujące – przekonuje dr Eichhorn. Celulozą interesują się naukowcy z całego świata. Dzieje się tak z powodu jej unikatowych właściwości, poza tym jest ona surowcem odnawialnym. Jak widać, przyda się przy precyzyjnej inżynierii mięśniowej, niewykluczone też, że podczas odtwarzania innych uporządkowanych struktur, np. nerwów i więzadeł.

Stegastes nigricans, ryby z rodziny garbikowatych, regularnie pielą swoje podwodne ogródki. Wyrywają to, co uważają za chwasty, stymulując w ten sposób wzrost ulubionego pokarmu – polisyfonii, glonu morskiego z rzędu Ceramiales z nitkowatą, rozgałęzioną plechą. Hiroki Hata z Ehime University i zespół badali ogrodnicze nawyki ryb (po raz pierwszy opisali je już w 2006 roku). Analizowaliśmy 320 terytoriów 18 gatunków garbików i przyglądaliśmy się glonom z każdego rybiego poletka na Wielkiej Rafie Koralowej oraz rafach Egiptu, Kenii, Mauritiusa, Malediwów, Tajlandii, Borneo i Okinawy. Odkryliśmy, że choć rodzaj uprawianego glonu zmieniał się w obrębie zachodniego Oceanu Indyjskiego, intensywne rolnictwo w wykonaniu ryb występowało w całym tym rejonie. Garbiki nie dysponują narządami, które pozwalałyby im miażdżyć celulozowe włókna, nie mają też enzymów trawiennych potrzebnych do rozłożenia wielu gatunków glonów. Niestety, krasnorost polisyfonia w dużej mierze przegrywa konkurencję z niejadalnymi dla nich algami, dlatego ryby muszą pomóc Polysiphonia i sobie, przeprowadzając pielenie. S. nigricans i polisyfonię łączą związki o charakterze mutualizmu. W tym przypadku mamy do czynienia z formą symbiozy dwóch gatunków, która jest korzystna dla obu stron ze względu na odżywianie i ochronę.

Morski pustelnik Munidopsis andamanica, który żyje na dużych głębokościach, żywi się wyłącznie drewnem. Musi więc czekać na opadające na dno pnie oraz wraki. W ostateczności nie pogardzi też orzechami kokosowymi (Marine Biology). W żołądku zwierzęcia występują bakterie i grzyby, pomagające mu w strawieniu nietypowego jak na te warunki pokarmu, czyli celulozy. Na pierwszy rzut oka wydaje się to nieprawdopodobne. Munidopsis andamanica jest gatunkiem występującym na dużych głębokościach, a żywi się typowo lądowym pokarmem – opowiada Caroline Hoyoux z University of Liège. Hoyoux współpracowała z naukowcami macierzystej uczelni, a także z Muzeum Historii Naturalnej w Londynie oraz Uniwersytetu Piotra i Marii Curie w Paryżu. Do odkrycia doszło podczas ustalania, jakie zwierzęta zagospodarowują trafiające do wód drzewo. Okazało się, że kolonizują je nicienie, małże, skorupiaki oraz właśnie M. andamanica. Analiza aparatu gębowego i zawartości przewodu pokarmowego wykazała, że zwierzę żeruje wyłącznie na drewnie. Byliśmy zaskoczeni, ponieważ skorupiaki są często postrzegane jako drapieżcy bądź padlinożercy. Fakt, że M. andamanica konsekwentnie żeruje na materiale roślinnym, zwłaszcza drewnie, zamiast zjadać mięczaki lub [nicienie], obala powzięte z góry założenia dotyczące diety przedstawicieli rodzin Galatheidae i Chirostylidae. Choć zwierzęta kolonizujące opadające na dno morza drzewo odkryto pod koniec XIX wieku, aż do lat 70. ubiegłego stulecia nikt się nimi nie zajmował. Do teraz sądzono, że są to głównie mięczaki. Hoyoux tłumaczy jednak, że skorupiaki są drugą pod względem liczebności gatunków i osobników drewnolubną grupą. By zbadać, jakie zwierzęta skuszą się na dany rodzaj pokarmu, naukowcy spuszczali sieć z umieszczonymi wewnątrz kawałkami drewna. Oczka są na tyle duże, by wpuścić do środka larwy, ale na tyle małe, że dorosłe zwierzęta nie mogą się już przez nie wydostać. Sieci leżały na dnie przez rok. Potem je wydobyto i skatalogowano przymusowych mieszkańców. Znaleziono 15 gatunków dziesięcionogów, jeden gatunek równonoga i jeden obunoga.

Choć pomysł wykorzystania celulozy w celach energetycznych ma wiele lat, dotychczas brakowało wydajnych metod rozkładania tego złożonego cukru na prostsze węglowodany. Amerykańscy badacze zidentyfikowali jednak charakterystyczne cechy cząsteczek tej substancji, dzięki którym ich rozbicie może stać się prostsze. Z punktu widzenia chemii cząsteczka celulozy jest wielocukrem złożonym z licznych reszt glukozy. Niestety, jej molekuły, stanowiące najważniejszy składnik ściany otaczającej komórki u roślin, są wyjątkowo oporne na działanie enzymów, które mogłyby je rozkładać. Z tego powodu każdego roku na świecie marnują się miliony ton odpadów, które mogłyby zostać wykorzystane m.in. do wytwarzania biopaliw. Ze względu na potencjalne zastosowanie celulozy naukowcy nieustannie pracują nad metodami taniego i efektywnego rozkładu tego związku. Interesującego odkrycia w tej dziedzinie dokonali badacze z laboratorium w amerykańskim Los Alamos. Zidentyfikowali oni "słaby punkt" cząsteczek roślinnego wielocukru, który mógłby umożliwić przetwarzanie go na prostsze, łatwiejsze do wykorzystania związki. Odkrycia dokonano dzięki badaniom krystalograficznym z wykorzystaniem neutronów. Metoda ta, polegająca na analizie zachowania neutronów podczas przechodzenia przez probkę, pozwala na ocenę rozkładu atomów w sieci krystalicznej. Interpretacja wyników takiej analizy pozwala na ustalenie (lub, jak mawiają krystalografowie, rozwiązanie) struktury badanej próbki z niebywałą wręcz dokładnością. Analiza kryształów celulozy pozwoliła badaczom z Los Alamos na zidentyfikowanie dwóch rodzajów wiązań wodorowych, czyli stosunkowo słabych oddziaływań zachodzących pomiędzy położonymi blisko siebie atomami wodoru oraz tlenu. Jak zauważono, część z nich ma swoje stałe położenie i utrzymuje molekuły celulozy w bliskim sąsiedztwie, podczas gdy inne wykazują znacznie większą podatność na rozerwanie. Rolą nietypowych, niestałych wiązań wodorowych jest najprawdopodobniej umożliwienie wielocząsteczkowym kompleksom celulozy dostosowanie się do zmian temperatury, lecz dla badaczy znacznie istotniejszy jest fakt, iż miejsca te są potencjalnymi miejscami przyłączania się enzymów trawiących celulozę. Udało nam się zidentyfikować lukę w zbroi noszonej przez wyjątkowo twardego i godnego adwersarza, jakim jest włókno celulozowe, opisuje dr Gnana Gnanakaran, jeden z autorów studium. Jak tłumaczą jego koledzy, zebrane informacje mogą być istotne dla naukowców dążących do opracowania wydajnych i opłacalnych metod rozkładu celulozy na prostsze substancje, z których będzie można następnie wytwarzać różnego rodzaju surowce energetyczne.

Papier toaletowy, jaki znamy, produkuje się z papieru. Walijska firma Creative Paper Wales (CPW) podeszła jednak do zagadnienia wyjątkowo twórczo, wykorzystując niestrawione włókna z odchodów owiec. Czysto, ekologicznie i z naciskiem na oddolne inicjatywy lokalne. Producenci twierdzą, że papier wyrabia się wyłącznie ze świeżo zebranych bobków. W dodatku pochodzą one z bardzo czystego obszaru – masywu górskiego Snowdonia. Mieści się tutaj park narodowy o tej samej nazwie. CPW powstała dwa lata temu. Dzięki zastrzykowi gotówki w wysokości 20 tys. funtów (była to nagroda ufundowana dla najlepszego społecznego przedsiębiorcy) przerobiono dawny kamieniołom i produkcja ruszyła pełną parą. Jak wygląda proces produkcyjny? Na początku trzeba wysterylizować odchody. Dzieje się to podczas gotowania pod ciśnieniem (coś jak w parowarze). Temperatura wewnątrz urządzenia sięga 120 stopni, a proces zasilany jest wyłącznie źródlaną wodą. Przez parę dni wsad się wielokrotnie przepłukuje, aż jego waga spadnie mniej więcej o połowę. O połowę, ponieważ zwierzęta trawią 50% zjadanej celulozy. Podczas płukania powstaje płynny nawóz, ceniony i chętnie kupowany przez okolicznych rolników. Włókna są zaś miażdżone i mieszane z pozostałymi składnikami z recyklingu: szmatami, starym papierem i ścinkami. Z pulpy formuje się arkusze. Układa się je w stosy, a pomiędzy poszczególnymi kartkami umieszcza filc, który zapobiega sklejaniu. Potem wystarczy jeszcze usunąć resztę wody. To ważny etap, ponieważ ściskanie dodatkowo przyspiesza łączenie cząsteczek celulozy. Na samym końcu papier wiesza się na krokwiach dachowych. Walijczycy sprzedają nie tylko papier toaletowy, ale także kartki bożonarodzeniowe i urodzinowe, pocztówki, wizytówki (na zamówienie), zakładki do książek, papeterię, a także wkłady zapachowe. Wbrew pozorom, te ostatnie nie roztaczają woni ekskrementów owiec, lecz przesycają dom czy samochód wspomnieniem róż, żonkili oraz świeżo ściętej trawy.

W dobie kończących się zasobów ropy naftowej każdy pomysł na poszukiwanie alternatywnych źródeł energii jest na wagę złota. Jednym z możliwych rozwiązań tego problemu jest pozyskiwanie energii z celulozy, wytwarzanej w przyrodzie w astronomicznych wręcz ilościach. Do tej pory największy problem z jej wykorzystaniem polegał jednak na tym, że nie znano dostatecznie dokładnie organizmów, które byłyby w stanie rozkładać ten cukier. Badania wykonane przez naukowców z Laboratorium w Los Alamos oraz Połączonego Instytutu Badania Genomu przy amerykańskim Departamencie Energii rzucają nowe światło na jednego z potencjalnych wytwórców energii. Badania dotyczyły wyjątkowo "żarłocznego" grzyba z gatunku Tricoderma reesei. W naturze jednym z najważniejszych źródeł energii jest dla tego organizmu zawarta we włóknach roślinnych celuloza, która ulega strawieniu dzięki wydzielanemu do otoczenia enzymowi - celulazie. Badacze spekulują, że oprócz roślin możliwe byłoby wykorzystanie jako "paliwa" także niektórych rodzajów odpadów komunalnych, co pozwoliłoby na wydajne wytwarzanie energii przy jednoczesnym zmniejszeniu objętości składowanych śmieci. Skłoniło to naukowców do dokładniejszego zbadania fizjologii wspomnianego grzyba. Okoliczności odkrycia T. reesei mają niewiele wspólnego z optymizmem, który dziś towarzyszy jego potencjalnemu zastosowaniu w gospodarce człowieka. Początkowo był uznawany za plagę, gdyż w czasie II wojny światowej powodował znacznie przyśpieszony rozkład tkanin, z których uszyte były m.in. mundury i namioty wojskowych. Dopiero po latach postanowiono zbadać możliwość jego wykorzystania do kontrolowanego rozkładu celulozy, by w ten sposób uzyskać energię. Badacze postanowili określić czynniki, które zadecydowały o zdolności grzyba do wyjątkowo intensywnego rozkładu celulozy. Analizy genetyczne wykazały, ku zaskoczeniu samych naukowców, że T. reesei dysponuje znacznie mniejszą liczbą genów odpowiedzialnych za odżywianie się włóknami roślinnymi niż jego odżywiający się podobnie krewniacy. Z drugiej jednak strony zauważono, że organizm ten posiada wyjątkowo wydajny mechanizm sekrecji, czyli wydzielania enzymu do środowiska. Jest to bardzo ważne, gdyż z uwagi na ogromny rozmiar cząsteczek celulozy niemożliwe jest jej trawienie wewnątrz komórek - konieczne jest rozłożenie celulozy pozakomórkowo, a następnie pobranie powstających produktów rozpadu. Na dodatek geny odpowiedzialne za syntezę celulazy są najprawdopodobniej ułożone w tzw. kasetach, czyli sterowanych wspólnie grupach. Zapewnia to synchronizację związanych z określonym zadaniem procesów, dzięki czemu wydajność (oraz w konsekwencji przydatność w przemyśle) takiego systemu wzrasta. Według wizji badaczy, proces wytwarzania energii z celulozy zachodziłby dwustopniowo. Na pierwszym etapie do roztworu zawierającego celulozę (a więc np. do odpadów rolniczych, komunalnych itp.) byłaby dodawana wyizolowana i oczyszczona z T. reesei celulaza. W efekcie po pewnym czasie doszłoby do rozkładu celulozy na znacznie bardziej przyswajalną glukozę. W tym momencie do komory dodawane byłyby znane doskonale drożdże piekarskie Saccharomyces cerevisiae. Dzięki ich aktywności możliwe byłoby wytworzenie etanolu z uwolnionej uprzednio glukozy. Alkohol byłby następnie oczyszczany przez prostą destylację, stając się bardzo wydajnym biopaliwem. Odkrycie Amerykanów może stać się ważnym krokiem naprzód w realizacji idei wykorzystania glukozy do celów energetycznych. Pomysł użycia tego cukru nie jest nowy, lecz przez długi czas brakowało odpowiednio wydajnych metod pozyskiwania z niej użytecznej dla ludzi energii. Teraz, gdy poznano szczegóły fizjologii T. reesei, wzrasta szansa na ujarzmienie energii ukrytej w wiązaniach chemicznych wewnątrz cząsteczek celulozy. Zdobyta wiedza będzie też z pewnością pomocna przy próbach wyhodowania jeszcze wydajniejszych szczepów tego wyjątkowego grzyba. Szczegółowe wyniki badań zostały opublikowane w najnowszym numerze czasopisma Nature Biotechnology.

Zespół chemików z uczelni Virginia Tech (odpowiednik polskiej politechniki) opracował proces pozwalający na przekształcanie pochodzącej z roślin skrobi w wodór, który następnie można wykorzystać np. do zasilania samochodów. Do przeprowadzenia stosownej reakcji wystarcza woda, odpowiednio przygotowane enzymy oraz, oczywiście, fragmenty roślin. Jedynymi produktami procesu są dwa gazy: wodór oraz dwutlenek węgla. Zdaniem twórców nowatorskiej metody, rozwiązuje ona trzy najważniejsze problemy, które dotychczas stały na przeszkodzie upowszechnieniu stosowania wodoru jako paliwa samochodowego. Mowa o kosztach produkcji tego gazu, problemach z bezpiecznym jego przechowywaniem oraz dystrybucją. Szef badaczy, dr Percival Zhang, określa odkrycie jako rewolucyjne. Otwiera to zupełnie nowy kierunek badań nad wodorem. Wraz z rozwojem tej technologii wprowadzenie do użycia pojazdów napędzanych cukrem stanie się ostatecznie możliwe. Wodór od dawna jest rozważany jako potencjalny następca pochodnych ropy naftowej, które dziś niepodzielnie dominują na rynku paliw dla samochodów. Dotychczas jednak niewiele było metod bezpiecznej, wydajnej i taniej produkcji tego gazu. Dodatkowo większość z nich opierała się na przeróbce paliw kopalnych, co w żaden sposób nie rozwiązywało problemu wyczerpujących się zasobów tych surowców. Z tego powodu na całym świecie wciąż trwają intensywne badania nad wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii do wytwarzania paliwa wodorowego. Istnieje szansa, że odkrycie naukowców z Virginia Tech stanie się ważnym krokiem naprzód w tej dziedzinie. Dr Zhang i jego koledzy twierdzą, że opracowali najwydajniejszy i najbardziej obiecujący z opracowanych dotychczas systemów produkcji wodoru z biomasy roślinnej. Do tej pory wykorzystywali oni do tego celu głównie występującą obficie w niektórych gatunkach skrobię, lecz prawdziwym wyzwaniem jest dla nich opracowanie technologii wykorzystania celulozy. Ta ostatnia ma bardzo podobną strukturę do skrobi, lecz struktura wiązań chemicznych w jej cząsteczkach znacznie utrudnia przeprowadzenie wydajnego procesu rozpadu. Optymalizacja wykorzystania celulozy mogłaby okazać się kolejnym kamieniem milowym w tej dziedzinie - dziś jest ona uznawana za odpad, dzięki czemu w przyszłości możliwe byłoby pozyskiwanie tego surowca po wyjątkowo korzystnych cenach. W ramach eksperymentu naukowcy skonstruowali specjalny reaktor, w którym badali mieszaninę trzynastu enzymów zdolnych do rozkładu skrobi. Warunki procesu dobrano tak, by wytwarzane były w nim jedynie dwa produkty: dwutlenek węgla oraz, co najważniejsze, wodór. W efekcie uzyskano produkt w stężeniu trzykrotnie wyższym niż w analogicznym procesie z wykorzystaniem mikroorganizmów fermentujących. Niestety, jak zaznacza szef zespołu, wydajność procesu jest wciąż zbyt niska, by umożliwić opłacalną produkcję paliwa wodorowego na masową skalę. Z tego powodu badacze pracują nad optymalizacją wspomnianego procesu. Głównym ich celem jest obecnie selekcja enzymów, które mogłyby pracować w wyższych temperaturach, dzięki czemu przeprowadzana reakcja zachodziłaby szybciej. Drugim ważnym kierunkiem badań jest wspomniana wcześniej próba stworzenia technologii opartej na kontrolowanym rozkładzie celulozy. Główny autor badań twierdzi, że potrzeba jeszcze około 8-10 lat, zanim uzyskiwanie wodoru tą metodą będzie mogło zostać wprowadzone na rynek. Nieco bardziej optymistycznie postrzega szansę na upowszechnienie wykorzystania wodoru do zasilania drobniejszych urządzeń, takich jak telefony komórkowe czy laptopy. Zdaniem dr. Zhanga, potrzeba na to od trzech do pięciu lat. Trzymamy kciuki.

Amerykańscy naukowcy badający pewien gatunek termita, który zamieszkuje lasy Kostaryki, przypadkiem natrafili na potencjalną żyłę złota. Skarb znajduje się w... przewodzie pokarmowym termita i może posłużyć do produkcji paliwa przyszłości. Całkowite odejście przemysłu motoryzacyjnego od coraz droższych paliw kopalnych, których największe zasoby znajdują się w niestabilnych regionach świata, to kwestia najbliższych 30 lat. Naukowcy pracują nad innymi paliwami, które mogłyby napędzać pojazdy. Jeden z pomysłów to biopaliwa. Ich pierwsza, obecnie produkowana, generacja tworzona jest z roślin jadalnych, co ma tę negatywną stronę, że powoduje wzrost cen żywności. Uczeni już pracują jednak nad kolejną generacją. Te paliwa będą powstawały z niejadalnej celulozy. Do produkcji paliw można by więc wykorzystać np. odpady przemysłu drzewnego. Tutaj jednak pojawia się problem. Technologia taka jest obecnie zbyt droga i skomplikowana, by można wprowadzić ją na przemysłową skalę. Z pomocą przychodzi jednak kostarykański termit. Przewód pokarmowy tych zwierząt podzielony jest na kilka „przedziałów”, a w każdym z nich żyją inne bakterie rozkładające drewno zjadane przez termita. Amerykańscy uczeni pobrali próbki tych bakterii i zsekwencjonowali ich genom. Dzięki temu mają nadzieję, że uda się zaprzęgnąć bakterie z układu pokarmowego termita do przemysłowej produkcji biopaliw. A układ ten jest niezwykle wydajny. Teoretycznie może on przetworzyć kartkę papieru A4 na dwa litry wodoru – mówi Andreas Brune z Instytutu Maksa Plancka w Marburgu. Odkrycie budzi więc olbrzymie nadzieje, jednak, jak zauważają specjaliści, zastosowanie bakterii znalezionych wewnątrz termita nie będzie łatwe. Najpierw trzeba odnaleźć te geny, które odpowiadają za rozłożenie celulozy na glukozę, a następnie spróbować wprowadzić proces produkcyjny na skalę przemysłową. W projekt badawczy zaangażowane są takie instytucje jak należący do Departamentu Energii Joint Genome Institute, California Institute of Technology (Caltech), specjalizująca się w biopaliwach firma Verenium, kostarykański Narodowy Instytut Bioróżnorodności oraz IBM-owskie Thomas J. Watson Research Center.

Badacze z SUNY College of Environmental Science and Forestry pracują nad połączeniem plastiku z celulozą. Taki materiał byłby niezwykle wytrzymały, lekki, a przy okazji biodegradowalny. Do produkcji takiego plastiku posłużyły by nanokryształy celulozy, które można uzyskać z wielu materiałów: od drewna, poprzez pulpę pomarańczową, aż po pozostałości z produkcji cydru. Dodając uncję (28 gramów) kryształów do funta (453 gramy) plastiku otrzymujemy materiał o 3000 razy mocniejszy – mówi chemik, doktor William T. Winter, dyrektor Instytutu Badań nad Celulozą. Nanokryształy celulozy mogą zostać wykorzystane też do produkcji ceramiki czy narzędzi medycznych. Zwykle do ich wzmacniania używa się szkła, które jest cięższe i trudniejsze w obróbce od celulozy, a zatem i droższe. Ponadto szkło rozkłada się znacznie dłużej niż celuloza, powstaje więc problem jego utylizacji. Wszystko, co powstaje w sposób naturalny, może być w sposób naturalny rozłożone. Po wyrzuceniu na śmieci celuloza rozkłada się w mniej niż 90 dni. Produktami rozkładu są dwutlenek węgla i woda, które mogą zostać zaabsorbowane przez inne rośliny, a z tych znowu otrzymamy celulozę – mówi Winter. Winter i jego zespół opracowali reaktor, który jednocześnie przetwarza 500 gramów celulozy. To znacznie więcej niż 5 gramów przetwarzanych jednorazowo w celach laboratoryjnych. Naukowcy pracują nad zwiększeniem możliwości produkcyjnych. Uczeni najpierw oczyszczają celulozę, usuwając z niej wosk i ligninę. Następnie jest ona homogenizowana w procesie, podobnym do homogenizacji produktów mlecznych. Otrzymany w ten sposób mlecznobiały płyn mieszany jest pod wysokim ciśnieniem z plastikiem. Akademicy chcą opracować metodę lepszego rozłożenia nanokryształów celulozy w plastiku, by w ten sposób uzyskać optymalne właściwości ostatecznego produktu.

Naukowcy z południowokoreańskiego uniwersytetu Inha udowodnili, że celuloza – główny składnik papieru – zgina się w odpowiedzi na impulsy elektryczne. W porównaniu z innymi reagującymi w ten sposób materiałami, celuloza jest tania, lekka i wymaga przyłożenia niższych napięć. Koreańczycy współpracują teraz z NASA nad opracowaniem robotów rozmiarów owada, które poruszałyby się za pomocą celulozowych skrzydeł, a zasilane miałyby być bezprzewodowo. Takie urządzenia znalazłyby zastosowanie w miejscach, które dla człowieka są niebezpieczne. Mogłyby też badać szkodliwe gazy czy badać z góry powierzchnię Marsa. Zespół pod kierunkiem profesora Jaehwana Kima stworzył reagującą na prąd celulozę formując papierową pulpę w arkusze i pokrywając je cienką warstwą złota. Niektóre fragmenty arkuszy mają bardzo regularną budowę, inne pozostawiono nieregularne na kształt makaronu. Ruch jonów oraz ruch włókien celulozy, powoduje, że materiał odpowiada na sygnały elektryczne. Za jej wyginanie się odpowiadają obszary uporządkowane, natomiast te nieuporządkowane pozwalają jonom na ruch bardziej chaotyczny i deformowanie papieru. Koreański wynalazek należy do nowej klasy materiałów piezoelektrycznych (czyli odpowiadających na działanie prądu), jest tzw. polimerem elektroaktywnym. Naukowcy wiążą z nimi spore nadzieje sądząc, że w przyszłości pozwolą one na stworzenie sztucznych mięśni, czujników substancji chemicznych, wyświetlaczy, baterii czy ruchomych części robotow. Song Choi, naukowiec z NASA Langley Research Center zauważa, że olbrzymim plusem elektrycznie aktywnego papieru jest jego mały ciężar i bardzo dobra reakcja na niskie napięcia w porównaniu z innymi elektroaktywnymi polimerami. Przyłożenie niskiego napięcia do nowego materiału powoduje, że pasek o długości 30 milimetrów przemieszcza się o 4,2 milimetra. Moc pola elektrycznego koniecznego do wymuszenia na papierze jego maksymalnego ruchu jest o jeden do dwóch rzędów wielkości mniejsza, od mocy koniecznej do poruszenia innych elektroaktywnych polimerów. Odpowiedź papieru jest ponadto bardzo szybka. Potrafi on wygiąć się i powrócić do swojej poprzedniej pozycji w ciągu 0,06 sekundy. Dla NASA papierowe roboty są szansą na obniżenie kosztów długich misji międzyplanetarnych. Nie wiadomo jednak, czy przetrwałyby one warunki panujące np. nad powierzchnią marsa. Jednym z minusów celulozy jest fakt, że papierowe skrzydła czy muskuły nie odznaczają się zbyt dużą siłą, a ta jest potrzebna do zastosowania w robotyce. Dlatego też już trwają prace nad jej wzmocnieniem. We współpracy z Kimem prowadzi je profesor Zoubeida Ounaies z Texas A&M University. Naukowcy planują dodać do celulozy węglowe nanorurki.