Синтетична паякова коприна по-здрава и по-здрава от истинската

Паяковата коприна е един от най-впечатляващите природни материали, показващ впечатляваща здравина и здравина. Сега изследователи от Вашингтонския университет в Сейнт Луис твърдят, че са създали изкуствена версия, която може да надмине някои естествени копринени паяци.

Това не е първото родео за този изследователски екип – още през 2018 г. те разработиха синтетична паякова коприна, която беше почти наравно с истинската, по отношение на якостта на опън, разтегливостта и издръжливостта. За да направят това, те снаждат гени, произвеждащи коприна, в бактерии и ги ощипват, така че протеините в коприната да се сливат, за да направят по-здрав и здрав материал.

За новото проучване екипът се основава на тази предишна работа, за да не просто съчетае естествената паякова коприна, но и да я надмине. Ключовият компонент са бета-нанокристалите, които повишават здравината на материала, но трудно се възпроизвеждат синтетично.

„Паяците са измислили как да предат влакна с желано количество нанокристали“, казва Фужонг Джанг, водещ изследовател в изследването. „Но когато хората използват процеси на изкуствено предене, количеството нанокристали в синтетичните копринени влакна често е по-ниско от естествения му аналог.“

Така че изследователите за пореден път запретнаха ръкави и се забъркаха с протеиновите композиции в коприната. Този път те добавиха нови амилоидни последователности, които са склонни да произвеждат повече бета-нанокристали, като същевременно използват по-малко повтарящи се аминокиселинни последователности, което улеснява бактериите да ги произвеждат.

Крайният резултат е хибриден полимерен амилоиден протеин, съдържащ 128 повтарящи се единици. Това е по-малко от 192 в предишната работа на екипа, но бета-нанокристалите повече от това компенсират загубата на сила, която може да донесе.

Микроскопско изображение на влакно от нова синтетична коприна

Jingyao Li

При тестовете новата синтетична коприна показва средна максимална якост на опън около 1 Gigapascal (GPa) и средна якост от около 161 мегаджаула на m3. Тази комбинация превъзхожда повечето синтетични коприни, както и някои естествени, включително копринените коприни на сложни мрежови пределки като златния копринен паяк и лентовия градински паяк.

И екипът казва, че все още има много място за подобрение. Те са работили само с три амилоидни последователности, което означава, че по-добри свойства могат да се крият сред хилядите други, които чакат да бъдат изследвани.

Изследването е публикувано в списанието ACS Nano.

Източник: Вашингтонски университет в Сейнт Луис

.

Публикациите се превеждат автоматично с google translate