Исследователи Университета Тафтса создали новый вид твердых веществ из белка шелка, который можно программировать на изменение биологических, химических или оптических функций – например, на смену цвета при деформации.
При помощи метода самосборки белка исследователи создали трехмерный материал из фиброина, белка, который придает шелку прочность. Затем, после молекулярных манипуляций, у них получились твердые формы от нано- до микроразмера с заранее заданными функциями.
Уникальная кристаллическая структура шелка делает его одним из самых прочных материалов в природе. Фиброин, нерастворимый белок шелка, обладает способностью защищать другие материалы.
Несмотря на то, что исследования нового материала еще не завершены, ученые видят в нем потенциал для создания механических компонентов для ортопедии, запрограммированных на фактор роста или выделение энзима, хирургические инструменты, крепежные материалы, болты и гайки, которые сигнализируют об изменении условий окружающей среды.
К примеру, исследователи создали хирургическую булавку, меняющую цвет, когда ее механические возможности на пределе, и она вот-вот сломается. Или винты, которые можно нагревать до 160 С под воздействием инфракрасного света. Или биосовместимый компонент, который выделяет биоактивные препараты, такие как энзимы, пишет Phys.org.
«Способность снабжать биополимеры функциональными элементами, управлять их самосборкой и модифицировать их конечную форму открывает широкие возможности для производства высокопроизводительных мультифункциональных материалов», — говорит главный автор исследования профессор Фьоренцо Оменетто.
13 пугающих медицинских технологий, к которым нужно привыкнуть
Технологии
Если накормить шелкопрядов графеном и одностеночными углеродными нанотрубками, полученный шелк окажется на 50% прочнее и станет проводить ток. К такому выводу пришли китайские ученые, изучив проводимость и структуру протеина шелка в коконах.