Các nhà nghiên cứu đã phát triển một phương pháp kiểm soát chính xác sự biến dạng ngang của tế bào tre bằng cách điều chỉnh hàm lượng hơi ẩm cục bộ, mở ra cơ hội cho các ứng dụng vật liệu tiên tiến. Kỹ thuật cải tiến này, được công bố trên Nature Communications vào cuối năm 2023, cho phép thiết kế các đặc tính cơ học của tre mà không làm thay đổi thành phần hóa học hoặc kiến trúc tế bào của nó.
Nhóm nghiên cứu, do Bai, Yan và Lu dẫn đầu, đã đưa ra các gradient độ ẩm được điều chỉnh tốt trên mô tre, gây ra sự trương nở và co lại có mục tiêu ở các quần thể tế bào cụ thể. Điều này dẫn đến sự biến dạng tế bào ngang có thể dự đoán và tái tạo, mang đến một cách tiếp cận mới cho khoa học vật liệu lấy cảm hứng từ sinh học. Phương pháp này sử dụng các bộ phát và hấp thụ độ ẩm ở quy mô nano để duy trì các vùng độ ẩm ở trạng thái ổn định, tạo ra sự khác biệt về hàm lượng nước bên trong cấu trúc tre.
Khả năng lập trình phản ứng của tre ở quy mô vi mô cho thấy khả năng tạo ra các vật liệu tự nhiên tùy chỉnh với các đặc tính cơ học theo yêu cầu. Kiểm soát sự trương nở của tế bào theo chiều ngang có thể điều chỉnh độ cứng, độ bền và khả năng tiêu tán năng lượng, mở rộng tiện ích của tre vượt ra ngoài xây dựng truyền thống. Nghiên cứu này có ý nghĩa đối với thiết kế lấy cảm hứng từ sinh học, có khả năng dẫn đến các vật liệu thông minh trong kiến trúc và các thiết bị đeo được thích ứng với độ ẩm xung quanh. Hơn nữa, việc tích hợp các yếu tố tre được thiết kế vào vật liệu tổng hợp có thể tăng cường độ bền và chức năng trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau, thúc đẩy vật liệu bền vững và hiệu suất cao.