Представьте себе дерево, которое растет уже готовым к использованию в строительстве, без использования химикатов или энергоемкой обработки. Звучит как научная фантастика? Но это уже реальность благодаря ученым из Университета Мэриленда, которые генетически модифицировали деревья тополя для производства высокопрочной структурной древесины.
Все мы знаем, что традиционная древесина — это отличный материал, но для создания инженерной древесины, которая может служить заменой стали или бетону, обычно требуется много химии и энергии. В итоге — масса отходов и вредных выбросов. Команда под руководством профессора Ипинга Ци нашла способ обойти эти проблемы, используя всего лишь одну генную модификацию.
Их исследование опубликовано в журнале Matter и демонстрирует инновационный подход: генетическая инженерия комбинируется с инженерией древесины, создавая устойчивый к деградации суперматериал, который может удерживать углерод намного дольше обычной древесины.
Ранее, чтобы придать древесине необходимые структурные свойства, нужно было удалять лигнин, один из основных компонентов древесины. Это делали с помощью химикатов, ферментов или микроволновой технологии. Но эти методы оставляли массу химических отходов и требовали огромного количества энергии.
Команда профессора Ци использовала технологию базового редактирования генов, чтобы отключить ключевой ген 4CL1, благодаря чему содержимое лигнина в новых тополях снизилось на 12.8%. Это сравнимо с результатами химической обработки.
Чтобы остановить экологические катастрофы, вызванные изменением климата, такие устойчивые материалы могут стать ключевым элементом. Генная инженерия позволила создать деревья, которые растут так же быстро, как и обычные, но уже готовы к обработке с минимальными затратами времени и ресурсов.
Для проверки своих гипотез, команда изготовила из модифицированного тополя образцы высокопрочной сжатой древесины, напоминающей ДСП, часто используемой в производстве мебели. Результаты ошеломляют: сжатая генетически модифицированная древесина оказалась плотнее и более чем в 1.5 раза прочнее, чем сжатая натуральная древесина.
Благодаря этой технологии, сжатая генетически модифицированная древесина имеет прочность на растяжение, сравнимую с алюминиевым сплавом 6061, что делает ее серьезным конкурентом традиционным строительным материалам.
Этот прорыв открывает новые возможности для создания экологически чистых строительных материалов, которые помогут в борьбе с изменением климата. Строительные компании могут сэкономить на химикатах и энергии, а планета получит новый устойчивый материал.
Так что, возможно, в будущем мы будем строить дома и мебель из быстрой и устойчивой древесины, созданной благодаря генетическим технологиям. Это отличный пример того, как наука может помочь создать более зеленое и устойчивое будущее.
Источник:
DOI: 10.1016/j.matt.2024.07.003
-------------------------------------
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте лайк или напишите комментарий, а также подписывайтесь на наши страницы на других площадках, в том числе на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!
