| | 29 дeкaбря 2016 | Нoвoсти нaуки и тexники
Сoздaн нoвый прoгрaммируeмый мaтeриaл, в oснoвe кoтoрoгo лeжaт «шeлкoвыe» бeлки
Учeныe из унивeрситeтa Тaфтсa (Tufts University) рaзрaбoтaли нoвый мeтoд синтeзa твeрдыx чaстиц, сoстoящиx из бeлкoв, вxoдящиx в сoстaв шeлкa eстeствeннoгo прoисxoждeниe. Нo нe это является самым главным в новом материале, еще на стадии производства можно задать, каким набором биологических, химических, физических или оптических свойств будет обладать конечный материал. А это, в свою очередь, позволит создать такие «чудесные» вещи, как механические детали, изменяющие свой цвет под воздействием механического напряжения, устройства, реагирующие определенным образом на свет или изменение температуры, и многое другое.
Ученые использовали метод производства, основанный на технологии «самосборки» белков определенных типов. Если быть точнее, исследователи использовали шелковый фиброин, белок, который придает шелку его стабильность и прочность. Помимо этого, в раствор, в котором производился процесс синтеза, были добавлены растворы, содержащие молекулы определенных веществ в нужных концентрациях, определяющие свойства, которыми будет обладать конечный материал.
Используя разработанную ими технологию, ученые создали несколько очень полезных вещей, к примеру, хирургический инструмент, который изменяет свой цвет, когда прикладываемое к нему механическое усилие приближается к пределу прочности материала, и биологически совместимые компоненты, которые при необходимости нагреваются при помощи инфракрасного света и выпускают в организм строго определенную дозу заключенного в них лекарственного препарата.
В своих следующих исследованиях ученые будут пытаться включить в состав создаваемых материалов компоненты, позволяющие материалу изменять свою форму в некоторых пределах с течением возраста. Это будет очень полезно при создании имплантатов и ортопедических устройств, которые будут учитывать фактор роста организма пациента, и при помощи такого подхода можно будет создавать даже универсальные предметы обихода, которые могут изменять свою форму, подстраиваясь под особенности выполнения той или иной функции.
Напомним нашим читателям, что уникальная структура делает шелк одним из самых прочных материалов естественного происхождения. А у фиброина, нерастворимого белка, входящего в состав шелка, имеется замечательная способность по защите других компонентов от неблагоприятных факторов окружающей среды, при этом сам фиброин является полностью биологически совместимым и он успешно разлагается некоторыми из микроорганизмов.
«Мы разработали технологию включения функциональных компонентов в состав самособирающегося биологического полимера, которая позволит создавать ряд новых многофункциональных материалов» — рассказывает Файорензо Г. Оменетто (Fiorenzo G. Omenetto), ведущий исследователь, — «А это, в свою очередь, позволит реализовать ряд новых и удивительных технологий которые пока лежат даже за гранью научной фантастики».