Исследователи разработали самовосстанавливающийся материал, который вдохновлен зубами кальмаров. Биосинтетический полимер можно использовать для ремонта частей предметов, которые изнашиваются из-за постоянного движения — детали роботов, протезы, вентиляторы или защитные костюмы.
Разработки проводили ученые из Университета штата Пенсильвания — они представили прочные синтетические белки, имитирующие те, которые встречаются в природе. Для этого они изучили большую базу белков и заметили, что зубы кальмаров особенно крепкие из-за строения и расположения макромолекул. Благодаря блокам из различающихся по свойствам мономеров, они не расслаиваются, так как части молекулы связаны друг с другом.
Кольцевые зубы кальмаров представляют собой хищные придатки, расположенные на присосках для захвата добычи. Если зубы ломаются, то они заживают сами. Мягкие части в белках помогают зажить поврежденным частям зубов, при этом сама структура остается жесткой.
«Материалы часть изнашиваются из-за повторяющихся движений — на них образуются крошечные разрывы и трещины, которые могут расширяться со временем. Решить эту проблему можно с помощью самовосстанавливающегося синтетического материала — он сам устраняет слабые участки и увеличивает срок службы устройств в несколько раз».
Стефани МакЭлинни, руководитель биохимической программы Университета Пенн
Ученые отметили, что другие методы восстановления материалов не совершенны: в них используются опасные химические вещества. При этом иногда такие материалы восстанавливаются долго — до 24 часов. Этот самовосстанавливающийся полимер же реагируют на воду и тепло, в некоторых случаях процесс запускается даже с помощью света.
Регулируя количество повторов внутри материала, исследователи создали мягкий полимер, который быстро заживляется и сохраняет свою первоначальную прочность. При этом он полностью разлагается или его можно переработать в такой же полимер без потери качества.
Читайте также:
— Посмотрите, что способен увидеть в космосе новый телескоп — преемник Хаббла
— Раскрыта история происхождения «странных» метеоритов: они упали на Землю в 60-е
— Появилось фото, как пыль пустыни «вытекает» в Атлантический океан