Інженери створюють біоматеріали на основі шовку з програмованими властивостями

З моменту свого відкриття в четвертому тисячолітті до нашої ери, виробництво шовку було китайською таємницею, що охоронялася тисячоліттями. Тепер дослідники з Університету Тафтса спроектували шовкові волокна для розробки матеріалів, які можна запрограмувати на реакцію на навколишнє середовище.

“У природі існує тісний взаємозв’язок між формою і функцією матеріалу”, – розповів Digital Trends старший науковий співробітник проекту Фіоренцо Оменетто. Завдяки своїй особливій структурі багато біологічних матеріалів мають такі якості, як міцність, водонепроникність і здатність швидко охолоджуватися.

Університет Тафтса

“Структурні білки – це будівельні блоки природи”, – сказав Оменетто. “Шовк, зокрема, володіє переконливими властивостями”, включаючи його довговічність і біосумісність. Тим часом, структура фіброїну дозволила інженерам сформувати з нього тривимірні об’єкти, які можуть відчувати і реагувати на навколишнє середовище, такі як хірургічні шпильки, які змінюють колір, коли вони збираються зламатися, і гвинти, які можна нагрівати за допомогою інфрачервоного світла.

• Новий “нерозрізаний” матеріал може створити завтрашні велосипедні замки і бронежилети
• Генно-інженерні бактерії можуть стати ключем до масового виробництва павукового шовку
• Йдете по дорозі з жовтої цегли? Нові “біобетони” на основі сечі скорочують витрати на будівництво

Для розробки цих матеріалів інженери почали з шовкових коконів і розчинили шовкові волокна в розчині для створення водних суспензій білків, які потім були знову зібрані в тверді блокові форми. “Зазвичай ми сприймаємо шовк як фібрилярний матеріал, – сказав Оменетто, – але цей формат походить від процесу прядіння, якому піддається білок в прядці гусениць і павуків”.

“Новий формат шовку, описаний в дослідженні, відкриває двері для виготовлення високоефективних пластикоподібних матеріалів, виготовлених з шовкового фіброїну”, – додав він.

Оменетто і його команда повинні провести більше досліджень для вдосконалення свого матеріалу, але вони вважають, що одного дня він може бути використаний для підтримки ортопедичних пристроїв, які можуть випускати ліки, або механічних частин, які можуть відчувати і передавати пошкодження матеріалу.

Стаття, що описує їхню роботу, була опублікована цього тижня в Інтернеті в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.

Рекомендації редакторів

• Ті, хто б’є по воротах: Передова інженерія робить футбольні шоломи безпечнішими, ніж будь-коли
• Вчені створили пару контактів, які збільшують зображення, коли ви моргаєте
• Здатність скручуватися як за помахом чарівної палички може зробити павутинний шовк м’язами роботів майбутнього
• Павутинний шовк може бути використаний для створення штучної шкіри, яка допоможе загоювати рани
• Вибач, Людино-павук! Нещодавно розроблене біоволокно навіть міцніше за павуковий шовк

Source: digitaltrends.com