YENİDEN KULLANILABİLEN 'JÖLELİ BUZ', ERİYEN SUYA İHTİYAÇ DUYMADAN HER ŞEYİ SOĞUK TUTUYOR
Uygulamalar Aasında Deniz Ürünlerinin Kirlenmeden Soğutulması Da Yer Almaktadır
Jöle buz projesi, Kaliforniya Üniversitesi, Davis'te gıda bilimcisi olan Luxin Wang'ın Zou ve Sun'a sorduğu bir soruyla başladı. Wang, marketlerdeki deniz ürünleri vitrinlerinde buzun eridiğini gördü ve eriyen suyun patojenleri yayarak tüm vitrini kirletmesinden endişelendi. Araştırmacılara, normal buz gibi işlev gören ancak potansiyel olarak kirlenmiş bir su birikintisi oluşturmayan, yeniden kullanılabilir bir malzeme yaratıp yaratamayacaklarını sordu.
Yeni malzemenin ilham kaynağı, tofuyu dondurmak oldu. Zou'nun lisansüstü araştırmasına danışmanlık yapan UC Davis'te malzeme bilimcisi olan Sun, "Dondurulmuş tofu suyunu içinde tutar, ancak çözdürüldüğünde suyu serbest bırakır. Bu yüzden bu sorunu başka bir malzemeyle, jelatinle çözmeye çalıştık," diye açıklıyor.
Jelatin proteinleri, araştırmacıların aradığı iki özelliğe sahipti: Gıda açısından güvenliydiler ve uzun telleri birbirine bağlanarak, tofunun aksine suyu tutan küçük gözeneklere sahip hidrojeller oluşturuyordu. Bu doğal polimerden (biyopolimer olarak da bilinir) üretilen hidrojellerin ilk testleri başarılıydı. Su, sıvıdan buza ve tekrar sıvıya faz değişimleri yaşarken gözeneklerin içinde kaldı ve yapılara zarar vermedi veya hidrojelden dışarı sızmadı.
Zou, yıllar içinde jelatin bazlı hidrojellerin formülünü ve üretim yöntemlerini optimize etti. Şimdi, %90'ı sudan oluşan ve suyla veya seyreltilmiş çamaşır suyuyla tekrar tekrar yıkanıp dondurulup çözülebilen jöle buz üretmek için pratik, tek adımlı bir işleme sahip. Soğutucu malzeme oda sıcaklığında sallanıp eziliyor. Ancak suyun donma noktası olan 0 santigrat derecenin altına soğutulduğunda daha sert ve daha katı bir hale geliyor.
Zou, "Aynı şekil ve boyuttaki normal buzla karşılaştırıldığında, jöle buz, jelin faz değişimi yoluyla emebileceği ısı miktarının %80'ine kadar soğutma verimliliğine sahiptir," diyor. Zou, ACS Sonbahar 2025'te jöle buzun en yeni versiyonunu sunarken bu konuda daha fazla bilgi verecek. "Malzemeyi yeniden kullanabilir ve birden fazla donma-çözülme döngüsü boyunca ısı emilimini koruyabiliriz, bu da normal buza kıyasla bir avantaj."
Ekip, şu anda satışta olan ve hacimli plastik kılıflara sahip soğuk jel paketlerine benzer şekilde, 0,45 kilogramlık (1 pound) plakalar halinde jöle buz üretebiliyor. Ancak yeni soğutma malzemesinin, soğutma paketlerine veya kuru buza göre avantajları var: Herhangi bir şekil veya tasarıma göre özelleştirilebilir ve kompostlanabilir. Bir dizi deneyde, kompostlanmış jel, saksı toprağına uygulandığında domates bitkisinin büyümesini iyileştirdi. Soğutma malzemesi sentetik polimerler içermediği için mikroplastik üretmemesi gerekiyor.
Zou ve Sun, başlangıçta gıda koruma uygulamaları için geliştirilen jöle buzun, tıbbi nakliye, biyoteknoloji ve buz oluşturmak için suyun sınırlı olduğu bölgelerde kullanım için umut vadettiğini söylüyor.
Şu anda jöle buz teknolojisi için lisanslar mevcut. Zou, bunun soğutma malzemesinin tüketicilere eriyen su içermeyen, gıda temasına uygun, kompostlanabilir bir buz alternatifi olarak sunulması anlamına geleceğini umuyor. Ancak, ticarileştirilmeden önce pazar analizi, ürün tasarımı ve büyük ölçekli üretim testleri konusunda hala bazı adımlar atılması gerektiğini de kabul ediyor.
Jelatin bazlı jöle buz piyasaya çıktıkça, Zou diğer doğal biyopolimerlere de ilgi duymaya başladı. Daha sürdürülebilir malzemeler üretmek için araştırmalarını soya proteinleri gibi tarımsal yan ürünler olan bitki proteinleri üzerine genişletti. Odak noktası, çıkarılabilir tezgah kaplamaları ve kültür etleri için hücresel iskeleler için soya proteinleri geliştirmeye kayıyor. Bu çalışma hakkında daha fazla bilgiyi ACS Sonbahar 2025'te sunacak.
Zou, "Araştırmam sırasında, Doğa Ana'nın biyopolimerleri tasarlamada ne kadar güçlü olduğunu ve sundukları engin olanakları fark ettim," diyor. "Malzemelerin kendileri bize onlarla nasıl çalışılacağını öğrettiği için, biyopolimerlerden türetilen harika ürünler olacağına inanıyorum."
