Дослідники відтворили у штучних умовах формування складної структури павукового шовку.
Дослідники відтворили складну молекулярну структуру павукового шовку. Вони розробили пристрій, який пряде шовк зі штучної залози, що імітує природний процес виробництва одного з найміцніших волокон у світі. Дослідники вважають, що після масштабування нові тканини будуть потрібні на ринку.
Дослідники з японського Центру наук про стійкі ресурси RIKEN створили штучну шовкову залозу, яка імітує фізичні та хімічні зміни, що відбуваються у залозах павука.
Біополімерне волокно павутини складається з великих білків з послідовностями — спідроїнами, що часто повторюються. Крім того, у міцному шовку бета-листи, молекулярні субструктури всередині волокон повинні бути вирівняні. Крім того, штучна залоза вимагала точних мікрофлюїдних механізмів для самоскладання білків у шовкові волокна, які не тільки виглядали, а й поводилися як справжні.
Штучна залоза для павутиння. Зображення: RIKEN
Штучна залоза, що нагадує непоказну прямокутну коробку з поглибленими каналами, що йдуть по всій її довжині, стала результатом безлічі спроб і помилок у створенні відповідного середовища для функціонування складних процесів, що спостерігаються у павуків. Однією з помилок було використання сили для проштовхування білків через мікрофлюїдну систему; для протягування розчину спідроїну через пристрій був потрібний негативний тиск.
Але в результаті дослідники змогли виробляти безперервні шовкові волокна з вирівняними бета-листами, надаючи матеріалу характеристики, подібні до природних.
Недороге та ефективне виробництво шовку павука може зробити революцію в текстильній промисловості, яка завдає шкоди навколишньому середовищу, вважають вчені. А біосумісність робить нитки павутиння ідеальним рішенням для різних медичних застосувань, включаючи накладання швів чи штучних зв’язок.