Изследователи Изграждат Micro Spider-Silk Spinner


Ново проучване ще зарадва феновете на комикса супергерой Spider-Man. Изследователи от Мюнхенския технически университет (MTU) в Германия са построили микрофлуидна (миниатюрна) водопроводна система за предене на къси нишки от изкуствена паякова коприна. Новите нишки са по-малко от половин милиметър, или са с дължина 0.02 инча, а тяхната здравина и еластичност са все още неизпитани. Други изследователски групи вече са създали нишки или по-дълги нишки,

Ново проучване ще зарадва феновете на комикса супергерой Spider-Man. Изследователи от Мюнхенския технически университет (MTU) в Германия са построили микрофлуидна (миниатюрна) водопроводна система за предене на къси нишки от изкуствена паякова коприна. Новите нишки са по-малко от половин милиметър, или са с дължина 0.02 инча, а тяхната здравина и еластичност са все още неизпитани.
Други изследователски групи вече са създали нишки или по-дълги нишки, които се доближават до свойствата на истинската паякова коприна. Такива нишки отдавна са желани за тъкане в по-леки бронежилетки или изкуствени сухожилия и връзки, но дори и сравнително къси нишки биха могли да намерят приложение в медицински процедури, като например мозъчна операция, казва био-физикът на MTU Андреас Бауш, съавтор на новото изследване.
Поклонниците на комиксите на Spider-Man ще си спомнят, че - противно на кинематографичния ревизионизъм - Spidey преметна паяжините не от жлези в китките си, а с помощта на специална уеб-течност от собствения си дизайн, изстреляна от чифт ръчно монтирани пръскачки. По подобен начин изследователите са изградили свои собствени версии на уеб стрелците в миналото от спринцовки. Принуждаването на протеини от коприна с правилните добавки чрез тесен отвор обединява протеините в нишки.
Мюнхенските изследователи поеха техниката още по-далеч. Те изучават изкуствена коприна от драглайн, която паяците използват за окачване на тавани и очертават своите мрежи, въз основа на това на Araneus diadematus, европейския градински паяк [виж изображението]. Един от членовете на екипа преди това е вмъкнал двойка копринени гени (наречени eADF3 и eADF4 ) в бактерии за лесно производство. Без такива трикове, "вие ще трябва да мляко паяци, за да направите тези експерименти", казва Bausch.
Bausch и колегите му използват тризъбно оформен набор от канали, за да смесят първо разтворените си копринени протеини с калиев фосфат, което кара копринените белтъци да се сгъстят в микроскопични сфери, измерващи диаметър мек микрони (една милионна метър). След това те понижават рН на сместа от 8.0 на 6.0 (за да я направят малко по-кисела) и я принуждават чрез свиване с размери около 10 микрона.
Учените съобщават в доклада на Националната академия на науките САЩ, че са създали поредица от къси нишки, като са увеличили скоростта от 600 микролитра на час (еквивалентно на по-малко от 10 унции в минута от градинския маркуч).
Bausch и компанията вярват, че рН капка причинява сферите да променят формата си, след като се свържат заедно чрез химически лепкави краища, а тясната стена притиска копринените кълбове заедно, след като те преминат достатъчно бързо. Те отбелязват, че истинските паяци могат да въртят коприната си с по-спокойна скорост, защото започват с по-вискозен разтвор на коприна.
Изработването на влакна е малка първа стъпка, казва Ранди Люис, молекулярна биолог от Университета на Вайоминг в Ларами. Той казва, че неговият екип е завъртял нишки с дължина до един двор, които се простират до 50 процента и имат приблизително половината от якостта на опън на истинската коприна. "Без данни от механични тестове, " казва той, "наистина е трудно да се анализира дали ще има особено полезен вид на системата, която имат" за приложения.
Но той казва, че новата система може да помогне на изследователите да подобрят изкуствените коприни, които варират от нишка до нишка по непредсказуеми начини. Научноизвестният човек-паяк на Човека-паяк, който Питър Паркър със сигурност ще одобри.