Naukowcy opracowali metodę precyzyjnego kontrolowania poprzecznego odkształcenia komórek bambusa poprzez manipulowanie lokalną zawartością wilgoci, otwierając drzwi dla zaawansowanych zastosowań materiałowych. Ta innowacyjna technika, opublikowana w Nature Communications pod koniec 2023 roku, pozwala na inżynierię właściwości mechanicznych bambusa bez zmiany jego składu chemicznego lub architektury komórkowej.
Zespół, kierowany przez Bai, Yan i Lu, wprowadził precyzyjnie dostrojone gradienty wilgotności w tkance bambusa, indukując ukierunkowane pęcznienie i kurczenie się w określonych populacjach komórek. Powoduje to przewidywalne i powtarzalne poprzeczne odkształcenie komórek, oferując nowe podejście do nauki o materiałach inspirowanych biologicznie. Metoda ta wykorzystuje nanoemulatory i absorbery wilgoci do utrzymywania stref wilgotności w stanie ustalonym, tworząc zróżnicowaną zawartość wody w strukturze bambusa.
Zdolność do programowania reakcji bambusa w mikroskali sugeruje możliwości tworzenia niestandardowych materiałów naturalnych o właściwościach mechanicznych na żądanie. Kontrolowanie pęcznienia komórek poprzecznie może modulować sztywność, wytrzymałość i rozpraszanie energii, rozszerzając użyteczność bambusa poza tradycyjne budownictwo. Badania te mają implikacje dla projektowania inspirowanego biologicznie, potencjalnie prowadząc do inteligentnych materiałów w architekturze i urządzeniach do noszenia, które dostosowują się do wilgotności otoczenia. Ponadto integracja elementów z bambusa inżynieryjnego w kompozyty może zwiększyć trwałość i funkcjonalność w różnych sektorach przemysłu, promując zrównoważone i wysokowydajne materiały.