Najcieńsze spaghetti na świecie, około 200 razy cieńsze od ludzkiego włosa, zostało stworzone przez zespół badawczy pod kierunkiem UCL.
Spaghetti nie ma być nową żywnością, ale powstało ze względu na szerokie zastosowanie niezwykle cienkich pasm materiału, zwanych nanowłókienami, w medycynie i przemyśle.
Nanowłókna wykonane ze skrobi – produkowane przez większość roślin zielonych w celu magazynowania nadmiaru glukozy – są szczególnie obiecujące i mogą być stosowane w bandażach wspomagających gojenie się ran (ponieważ maty z nanowłókien są bardzo porowate, co przepuszcza wodę i wilgoć, ale nie dopuszcza bakterii). jako rusztowanie do regeneracji kości i dostarczania leków. Opierają się jednak na ekstrakcji i oczyszczaniu skrobi z komórek roślinnych, co jest procesem wymagającym dużej ilości energii i wody.
Naukowcy twierdzą, że metodą bardziej przyjazną dla środowiska jest wytwarzanie nanowłókien bezpośrednio ze składnika bogatego w skrobię, takiego jak mąka, z której powstaje makaron.
W nowym artykule opublikowanym w Nanoscale Advances zespół opisuje wytwarzanie spaghetti o średnicy zaledwie 372 nanometrów (miliardowych części metra) przy użyciu techniki zwanej elektroprzędzeniem, podczas której nitki mąki i płynu przeciągane są przez czubek igły pod wpływem ładunku elektrycznego. Pracę wykonała Beatrice Britton, która przeprowadziła badania w ramach studiów magisterskich z chemii na UCL.
Współautor, dr Adam Clancy (UCL Chemistry), powiedział: „Aby zrobić spaghetti, wpycha się mieszaninę wody i mąki przez metalowe otwory. W naszym badaniu zrobiliśmy to samo, z tą różnicą, że przeciągnęliśmy naszą mieszankę mąki za pomocą ładunku elektrycznego. dosłownie spaghetti, ale znacznie mniejsze.”
W swoim artykule naukowcy opisują kolejny najcieńszy znany makaron, zwany su filindeu („nici Boga”), wytwarzany ręcznie przez producenta makaronów w mieście Nuoro na Sardynii. Szerokość tego makaronu płucnego („długiego makaronu”) szacuje się na około 400 mikronów, czyli 1000 razy grubszą od nowego tworu elektroprzędzonego, który przy 372 nanometrach jest węższy niż niektóre długości fal światła.
Nowatorska „nanopasta” utworzyła matę z nanowłókien o średnicy około 2 cm, dzięki czemu jest widoczna, ale każda pojedyncza nić jest zbyt wąska, aby można ją było wyraźnie uchwycić jakąkolwiek kamerą lub mikroskopem w świetle widzialnym, dlatego ich szerokość zmierzono za pomocą elektronu skaningowego mikroskop.
Współautor, profesor Gareth Williams (UCL School of Pharmacy), powiedział: „Nanowłókna, takie jak te wykonane ze skrobi, wykazują potencjał do zastosowania w opatrunkach na rany, ponieważ są bardzo porowate. Ponadto bada się możliwość wykorzystania nanowłókien jako rusztowania do odrastają tkanki, naśladując macierz pozakomórkową – sieć białek i innych cząsteczek, które komórki budują, aby się utrzymać.”
Dr Clancy powiedział: „Skrobia jest obiecującym materiałem do wykorzystania, ponieważ występuje w dużych ilościach i jest odnawialna – jest drugim co do wielkości źródłem biomasy na Ziemi, po celulozie – i ulega biodegradacji, co oznacza, że może zostać rozłożona w organizmie.
„Ale oczyszczanie skrobi wymaga dużej obróbki. Pokazaliśmy, że możliwy jest prostszy sposób wytwarzania nanowłókien przy użyciu mąki. Następnym krokiem byłoby zbadanie właściwości tego produktu. Chcielibyśmy wiedzieć na przykład, jak szybko rozpada się, jak oddziałuje z komórkami i czy można go wyprodukować na dużą skalę.”
Profesor Williams dodał: „Niestety nie sądzę, żeby był przydatny jako makaron, ponieważ rozgotowałby się w mniej niż sekundę, zanim można byłoby go wyjąć z patelni”.
W procesie elektroprzędzenia igła zawierająca mieszaninę i metalowa płytka, na której osadza się mieszaninę, tworzą dwa końce baterii. Przyłożenie ładunku elektrycznego powoduje, że mieszanina zamyka obwód, wypływając z igły na metalową płytkę.
Elektroprzędzenie przy użyciu składnika bogatego w skrobię, takiego jak biała mąka, jest trudniejsze niż użycie czystej skrobi, ponieważ zanieczyszczenia – białko i celuloza – sprawiają, że mieszanina jest bardziej lepka i nie może tworzyć włókien.
Naukowcy użyli mąki i kwasu mrówkowego zamiast wody, ponieważ kwas mrówkowy rozbija gigantyczne stosy spiral (lub helis) tworzących skrobię. Dzieje się tak dlatego, że warstwy sklejonych ze sobą helis są zbyt duże, aby stanowić budulec nanowłókien. (Gotowanie ma taki sam wpływ na skrobię jak kwas mrówkowy – rozbija warstwy helis, dzięki czemu makaron staje się strawny.)
Następnie kwas mrówkowy odparowuje, gdy makaron leci w powietrzu na metalową płytkę.
Naukowcy musieli także ostrożnie podgrzewać mieszaninę przez kilka godzin, a następnie powoli ją schładzać, aby upewnić się, że ma odpowiednią konsystencję.