Inovativni materijali: Bakterijska celuloza

Bakterijska celuloza je organsko jedinjenje sa formulom koje proizvode određene vrste bakterija. Dok je celuloza osnovni strukturni materijal većine biljaka, ona se takođe proizvodi i od strane bakterija, ima različita svojstva u odnosu na biljnu celulozu i karakteriše se visokom čistoćom, čvrstoćom, mogućnošću oblikovanja i povećanom sposobnošću zadržavanja vode. U prirodnim staništima, većina bakterija sintetiše vanćelijske polisaharide, poput celuloze, koji formiraju zaštitne omotače oko ćelija. Iako se bakterijska celuloza proizvodi u prirodi, trenutno se istražuju mnoge metode za poboljšanje rasta celuloze iz kultura u laboratorijama kao proces na velikoj skali. Kontrolisanjem metoda sinteze, rezultujuća mikrobna celuloza može biti prilagođena da ima specifična poželjna svojstva.

Razlika između biljne i bakterijske celuloze

Biljna i bakterijska celuloza, iako dijele istu hemijsku formulu, razlikuju se po svojim svojstvima i primjenama. Biljna celuloza je najzastupljeniji organski materijal na Zemlji i osnovni je gradivni element ćelijskih zidova biljaka, gdje formira čvrstu i mrežastu strukturu. S druge strane, bakterijska celuloza, koju proizvode određene vrste mikroorganizama, odlikuje se izuzetnom čistoćom, što je čini pogodnijom za napredne tehnološke i medicinske primjene.

Ono što bakterijsku celulozu izdvaja jeste njena sposobnost da zadrži više vode, veća hidrofiličnost i znatno veća zatezna čvrstoća zahvaljujući višem stepenu polimerizacije. Njena ultrafina mrežasta arhitektura i izrazita poroznost rezultat su mnogo tanjih mikrovlakana u odnosu na biljnu celulozu. Dodatno, bakterijska celuloza ima izraženiju kristalnu strukturu i može se uzgajati na različitim supstratima i u gotovo bilo kom obliku, što otvara široke mogućnosti za inovativnu upotrebu u industriji i nauci.

Upotreba bakterijske celuloze

Biomaterijali poput bakterijske celuloze sve više privlače pažnju u arhitekturi i dizajnu zbog svojih jedinstvenih karakteristika. Posebno je zanimljiva kao fasadni materijal zbog izuzetne otpornosti na vodu, ali i kao alternativa za unutrašnji dizajn – može se koristiti za izradu namještaja, stolica, stolova i drugih elemenata enterijera. Zbog izgleda sličnog koži i visoke mehaničke čvrstoće, bakterijska celuloza je već testirana i kao zamjena za kožu u proizvodima poput kaputa, cipela, novčanika i torbi.

Osim toga, bakterijska celuloza pokazuje visoku stabilnost na povišenim temperaturama, što je čini pogodnom za izradu rasvjete i drugih proizvoda koji dolaze u kontakt sa svjetlom. Istraživanja su pokazala da se čvrstoća materijala može dodatno povećati dodavanjem vlakana tokom procesa rasta. Bakterijska celuloza je važna i u industriji ambalaže i proizvodnji filmova, jer je biorazgradiva, hemijski stabilna, biokompatibilna i netoksična. Testovi su pokazali da povrće i voće upakovano u biofilm od bakterijske celuloze ostaje svježe i do osam dana.

Zahvaljujući svojoj nanostrukturi i svestranosti, bakterijska celuloza se koristi i za izradu medicinskih uređaja, senzora, fleksibilnih elektroda i OLED displeja. Uporedne analize sa savremenim materijalima poput etilen-tetrafluoretilena pokazuju da su oba materijala izdržljiva, ekološki prihvatljiva, stabilna, fleksibilna i imaju odličnu toplotnu izolaciju. Dok je etilen-tetrafluoretilen već prepoznat u arhitekturi, bakterijska celuloza ima potencijal da postane buduća alternativa za fasade i krovove, nudeći održiva rješenja bez štetnih tragova za okolinu.