ปัจจุบัน นักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์ได้คิดค้นวิธีการทำมุกเทียมที่ราคาไม่แพงและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมโดยใช้ส่วนประกอบที่เป็นนวัตกรรมใหม่ นั่นคือแบคทีเรีย มุกเทียมที่สร้างขึ้นโดย Anne S. Meyer, PhD, รองศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาที่ Rochester และเพื่อนร่วมงานของเธอทำจากวัสดุที่ผลิตทางชีววิทยาและมีความทนทานของมุกธรรมชาติในขณะที่แข็งและงอได้น่าประหลาดใจ
ภาพถ่ายโดย University of Rochester / J. Adam Fensterวิธีการที่ใช้ในการสร้างวัสดุใหม่อาจนำไปสู่
การประยุกต์ใหม่ในด้านการแพทย์
วิศวกรรม และแม้กระทั่งการสร้างอาคารบนดวงจันทร์คุณสมบัติทางกลที่น่าประทับใจของมุกธรรมชาติเกิดจากโครงสร้างเป็นชั้นๆ ตามลำดับชั้น ซึ่งช่วยให้พลังงานกระจายตัวทั่ววัสดุอย่างสม่ำเสมอ ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารSmall , Meyer และเพื่อนร่วมงานของเธอได้สรุปวิธีการใช้แบคทีเรีย 2 สายพันธุ์เพื่อจำลองชั้นเหล่านี้ เมื่อพวกเขาตรวจสอบตัวอย่างภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน โครงสร้างที่
สร้างขึ้นโดยแบคทีเรียนั้นมีชั้นคล้าย
กับมุกที่ผลิตโดยหอยตามธรรมชาติดู : หลังจากความสำเร็จของบ้านพิมพ์ 3 มิติแห่งแรกในสหรัฐอเมริกา มีการสร้างบ้านอีก 50 หลังสำหรับครอบครัวที่ยากจนแม้ว่าวัสดุที่ได้แรงบันดาลใจจากมุกมุกจะถูกสร้างขึ้นโดยวิธีสังเคราะห์มาก่อน แต่วิธีการที่ใช้ในการผลิตมักเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ราคาแพง อุณหภูมิที่สูงเกินไป สภาวะที่มีความดันสูง และสารเคมีที่เป็นพิษ Meyer กล่าว “หลายคนที่สร้างมุกเทียมใช้ชั้นโพลีเมอร์ที่ละลายได้เฉพาะ
ในสารละลายที่ไม่มีน้ำ ซึ่งเป็นตัวทำละลายอินทรีย์
แล้วพวกเขาก็มีถังขยะขนาดยักษ์นี้เมื่อสิ้นสุดขั้นตอนที่ต้องกำจัด”อย่างไรก็ตาม ในการผลิตมุกในห้องปฏิบัติการของเมเยอร์ นักวิจัยทั้งหมดต้องทำคือปลูกแบคทีเรียและปล่อยให้มันนั่งในที่อบอุ่น พวกมันสร้างแคลเซียมคาร์บอเนตที่ตกผลึกเป็นชั้นบางๆ สลับกัน เพื่อทำหน้าที่เหมือนซีเมนต์—และพอลิเมอร์ที่เหนียวเหนอะหนะ ก่อนอื่นพวกเขาเอาแก้วหรือสไลด์พลาสติกแล้ววางลงในบีกเกอร์ที่มีแบคทีเรียSporosarcina pasteuriiแหล่งแคลเซียมและยูเรีย (จากการถ่ายปัสสาวะ) การรวมกันนี้ทำให้
เกิดการตกผลึกของแคลเซียมคาร์บอเนต
ในการสร้างชั้นโพลีเมอร์ พวกเขาวางสไลด์ลงในสารละลายของแบคทีเรียBacillus licheniformisจากนั้นปล่อยให้บีกเกอร์นั่งในตู้ฟักไข่ภาพถ่ายโดย University of Rochester / J. Adam Fensterตอนนี้ใช้เวลาประมาณหนึ่งวันในการสร้างชั้นของแคลเซียมคาร์บอเนตและโพลีเมอร์ที่มีความหนาประมาณห้าไมโครเมตร เมเยอร์และทีมของเธอกำลังมองหาการเคลือบวัสดุอื่นๆ เช่น โลหะด้วยมุก และลองใช้
เทคนิคใหม่ๆ เพื่อทำให้วัสดุคล้ายมุกหนาขึ้นเร็วขึ้น
ตรวจสอบ: อายุ 23 ปีได้รับรางวัลสูงสุดสำหรับที่อยู่อาศัยไม้ไผ่ราคาถูกที่สามารถสร้างได้ภายใน 4 ชั่วโมงลักษณะที่เป็นประโยชน์มากที่สุดอย่างหนึ่งของมุกที่ผลิตในห้องปฏิบัติการของเมเยอร์ก็คือ ไข่มุกดังกล่าวสามารถเข้ากันได้ทางชีวภาพ—ทำจากวัสดุที่ร่างกายมนุษย์ผลิตขึ้นหรือที่มนุษย์สามารถรับประทานได้ตามธรรมชาติอยู่ดี ทำให้มุกนี้เหมาะสำหรับการใช้งานทางการแพทย์ เช่น กระดูกเทียมและรากฟันเทียม Meyer กล่าว “ตัวอย่างเช่น หากคุณหักแขน คุณอาจใส่หมุดโลหะที่ต้องถอดออกด้วยการผ่าตัดครั้งที่สองหลังจากที่กระดูกของคุณหายดีแล้ว หมุดที่ทำจากวัสดุของเราจะแข็งและแกร่ง แต่คุณไม่จำเป็นต้องถอดออก”
และแม้ว่าวัสดุจะแข็งและแข็งกว่าพลาสติกส่วนใหญ่
แต่ก็มีน้ำหนักเบามาก ซึ่งเป็นคุณภาพที่มีคุณค่าอย่างยิ่งสำหรับยานพาหนะขนส่ง เช่น เครื่องบิน เรือ หรือจรวด ซึ่งทุก ๆ ปอนด์ที่เพิ่มขึ้นหมายถึงเชื้อเพลิงที่มากขึ้น เนื่องจากการผลิตมุกมุกจากแบคทีเรียไม่ต้องการเครื่องมือที่ซับซ้อน และการเคลือบมุกช่วยป้องกันการเสื่อมสภาพของสารเคมีและสภาพดินฟ้าอากาศ จึงถือเป็นคำมั่นสัญญาสำหรับการใช้งาน
ด้านวิศวกรรมโยธา เช่น
การป้องกันการแตกร้าว สารเคลือบป้องกันสำหรับการควบคุมการกัดเซาะ หรือเพื่อการอนุรักษ์สิ่งประดิษฐ์ทางวัฒนธรรม และ อาจเป็นประโยชน์ในอุตสาหกรรมอาหาร เป็นวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่ยั่งยืน
