Наука

Інженери створили штучну залозу, яка плете «справжню павутину»

Дослідники відтворили у штучних умовах формування складної структури павукового шовку.

Image by Claudia from Pixabay

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.

«Складання волокон було спонтанним, надзвичайно швидким і легко відтворюваним. Важливо відзначити, що волокна мали виразну ієрархічну структуру, властиву натуральному шовковому волокну», — зазначив Алі Малай, співавтор дослідження.

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.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Цей сайт використовує Akismet для зменшення спаму. Дізнайтеся, як обробляються ваші дані коментарів.

Back to top button