Inżynierowie z Washington University w St. Louis zaprojektowali nowe hybrydowe białko jedwabiu amyloidowego i wyprodukowali je w zmodyfikowanych bakteriach. Włókna powstałe z tego materiału są mocniejsze i twardsze niż naturalne jedwabie pajęcze. Te są znane jako jedne z najmocniejszych i najwytrzymalszych materiałów na Ziemi. Sztuczny jedwab nazywany jest włóknem amyloidu polimetrycznego.
Sztuczne nici pajęcze
Włókna są produkowane przez bakterie, które zostały genetycznie zmodyfikowane w laboratorium profesora Fuzhonga Zhanga. W 2018 roku jego laboratorium zmodyfikowało bakterie, które wyprodukowały rekombinowany jedwab pajęczy o wydajności podobnej do naturalnych odpowiedników we wszystkich ważnych właściwościach mechanicznych. Zhang powiedział, że zastanawiał się, czy zespół mógłby stworzyć coś lepszego niż pajęczyna przy użyciu opracowanej przez nich platformy technologii syntetycznej. Zespół musiał przezwyciężyć jedno istotne wyzwanie związane z rekombinowanym włóknem jedwabiu pajęczego bez wprowadzania znaczących modyfikacji w celu stworzenia β-nanokryształów, które są głównym składnikiem pajęczyn i nadają materiałowi jego wytrzymałość. Aby sprostać temu wyzwaniu, zespół stworzył różne polimetryczne białka amyloidowe, wykorzystując trzy dobrze zbadane sekwencje amyloidowe.
Zobacz też: Samsung The Wall trafia do sprzedaży — to telewizor o przekątnej aż 1000″
Białka powstałe w wyniku tego procesu mają mniej powtarzających się sekwencji aminokwasów niż pajęczy jedwab, dzięki czemu są łatwiejsze do wytworzenia przez bakterie. Ostatecznie, w wyniku tego procesu otrzymano hybrydowe, polimetryczne białko amyloidowe o 128 powtarzających się jednostkach. Im dłuższe jest to białko, tym mocniejsze i twardsze są powstałe włókna. Naukowcy zauważają, że taka ich ilość dała w efekcie włókno o wytrzymałości wyższej o gigapaskal od zwykłej stali. Było ono również bardziej wytrzymałe niż Kevlar i wszystkie poprzednie rekombinowane włókna jedwabiu. Zespół twierdzi, że jego badania dopiero się rozpoczynają, a odkrycie pokazuje, że można wykorzystać biologię do produkcji materiałów, które są w stanie pokonać najlepsze materiały dostępne w naturze. Pamiętajmy jednak, że wciąż mowa jest o produkcji śladowych ilości tego materiału.
Źródło: SlashGear