Onderzoekers hebben een methode ontwikkeld om de transversale vervorming van bamboecellen nauwkeurig te controleren door de lokale vochtigheidsgraad te manipuleren, waardoor deuren worden geopend voor geavanceerde materiaaltoepassingen. Deze innovatieve techniek, gepubliceerd in Nature Communications eind 2023, maakt het mogelijk om de mechanische eigenschappen van bamboe te engineeren zonder de chemische samenstelling of cellulaire architectuur te veranderen.
Het team, onder leiding van Bai, Yan en Lu, introduceerde fijn afgestelde vochtgradiënten in het bamboeweefsel, waardoor gerichte zwelling en krimp in specifieke celpopulaties werd geïnduceerd. Dit resulteert in voorspelbare en reproduceerbare transversale celvervorming, wat een nieuwe benadering biedt voor bio-geïnspireerde materiaalwetenschap. Deze methode maakt gebruik van nanoschaal vochtemitters en -absorbeerders om stabiele vochtigheidszones te handhaven, waardoor een differentieel watergehalte binnen de bamboestructuur ontstaat.
Het vermogen om de reactie van bamboe op microschaal te programmeren, suggereert mogelijkheden voor het creëren van aangepaste natuurlijke materialen met mechanische eigenschappen op aanvraag. Het transversaal controleren van celzwelling kan de stijfheid, taaiheid en energieverspreiding moduleren, waardoor het nut van bamboe verder gaat dan traditionele constructie. Dit onderzoek heeft implicaties voor bio-geïnspireerd ontwerp, wat mogelijk leidt tot slimme materialen in de architectuur en draagbare apparaten die zich aanpassen aan de omgevingsvochtigheid. Bovendien kan de integratie van gemanipuleerde bamboe-elementen in composieten de duurzaamheid en functionaliteit in verschillende industriële sectoren verbeteren, waardoor duurzame en hoogwaardige materialen worden bevorderd.