Kategóriák Tech

A pókselyem felhasználható mesterséges izmok készítésére

A pókselyem az egyik (a tömegéhez viszonyítva) legerősebb ismert anyag, azonban nem ez az egyetlen különleges tulajdonsága. Egy új kutatás szerint a robotikában mesterséges izmok készítésére is tökéletes lehet.

A pókselyem szálai, az új MIT és egy nagyobb nemzetközi közreműködés során készített tanulmány szerint, nagyon gyorsan reagálnak a páratartalom változásra. A változás által kiváltott összehúzódásuk és csavarodás ezen felül elég erőt fejtenek ki ahhoz, hogy versenybe álljanak más vizsgált anyagokkal.

A pókselyem új tulajdonságát szuper-összehúzódás névre keresztelték. A jelenség során a levegő páratartalma miatt a szálak megcsavarodnak és ezáltal csökkentik a hosszukat, mindez a csavarodás miatt kifejtett torziós erő miatt rendkívül gyorsan történik.

A kutatók elmondása szerint a felfedezés egy véletlennek köszönhető, mivel egy másik projekt részeként vizsgálták, hogy a pókselyemre milyen hatással van a páratartalom. A csapat más anyagok tulajdonságaiból kiindulva számított arra, hogy a pókselyem is összehúzódik a páratartalom emelkedése során, viszont arra már nem számítottak, hogy csavarodni is fog.

Ezután a kutatók rengeteg különböző anyagot megvizsgáltak – például az emberi hajat -, viszont egy olyat sem találtak, ami csavarodott volna. A pókselyem mesterséges izmokként való alkalmazásának gondolata már ekkor felmerült a kutatók között – ami lényegen pontosabban irányítható szenzorokat és más berendezéseket eredményezhet.

A pókselyem eddig is rengeteg ismert különleges tulajdonsággal rendelkezik – a szakítószilárdságon túl nagyon rugalmas, könnyű és ellenálló. Emiatt világszerte több kutatócsapat is dolgozik azon, hogy létrehozzák a pókselyem szintetikus változatát.

Amíg a selyem csavarodási ereje még kétséges, hogy a pókok szempontjából miért előnyös. Azonban az eddigi elméletek szerint a hajnali harmat ellen merevíti ki jobban a pókhálót, amíg ez a merevség miatt a pókokat is előbb észreveszik, ha préda került a hálóba.

Amíg a biológiai szerepére nem derült egyértelműen fény, addig számítógépes modellekkel sikerült demonstrálni, hogy molekuláris szinten, hogyan is működik a csavarodás. Ezek alapján prolin fehérjék feltekeredésében okoz változást a víz jelenléte és emiatt következik be a pókselyem megcsavarodása.

A pókselymet két fő fehérje – a MaSp1 és a MaSp2 – alkotja. A csavarodáshoz szükséges prolin a MaSp2 fehérjében van jelen, amiben a víz jelenléte aszimmetrikus módon eltorzítja a hidrogén kötéseket – ezáltal strukturális változást idézve elő. A csavarodás mindig ugyanabba az irányba történik és megközelítőleg 70 százalékos relatív páratartalom mellett történik.

A kutatók szerint a mechanizmus ismerete már elég lehet ahhoz, hogy hasonló tulajdonságokkal rendelkező szintetikus polimer anyagokat is elő tudjanak állítani. Ezeknek az anyagoknak több lehetséges felhasználási területe is van; a páratartalom által hajtott szenzoroktól kezdve, a mesterséges izmokon és az okos ruhákon át egészen a zöld-energia generátorokig.

A kutatók nyilatkozata szerint, amíg a további tesztjeik nem találtak még egy olyan anyagot, ami hasonló tulajdonságokkal rendelkezne, addig ez egyáltalán nem zárja ki a létezésüket – elég ha arra gondolunk, hogy a pókselyemnél is csak véletlenül fedezték fel.

Forrás: advances.sciencemag.org

Megosztás

Legutóbbi tartalom

A ketamin megoldást jelenthet a túlzott alkoholfogyasztásra

Egy új kísérleti tanulmány szerint egy egyszeri ketamin kezeléssel lényegesen lecsökkenthető a rendszeresen fogyasztók alkohol mennyisége. A vizsgálat során az…

2019-12-07

Hatalmas pusztítást okozhatott volna a Anak Krakatoa keltette cunami

Egy új kutatás szerint az Anak Krakatoa vulkán 2018-as kitörése keltette több mint 100 méteres hullámok hatalmas pusztítást eredményezhettek volna,…

2019-12-07

Gombák segítik az új gyógyszerek felfedezését

Több tízezer gomba által létrehozott vegyületek alkotta hatalmas adatbázis segítheti az új gyógyszerek felfedezését. A Hubrecht Intézet kutatói a Westerdijk…

2019-12-07

Az emberek együtt fejlődtek az immunrendszeri betegségekkel

A halálos fertőzések elleni védő egyes mutációk fogékonnyá tesznek bennünket bizonyos gyulladásos és autoimmun betegségekre - mint a Crohn-betegség. A…

2019-12-07

Elkészültek az első mesterséges neuronok, melyek forradalmasíthatják a krónikus betegségek kezelését

Most először sikerült egy szilícium alapú chippel a valódiakkal megegyezően működő mesterséges neuronokat létrehozni. Az eredményeznek hatalmas jelentősége lehet több…

2019-12-07

Szén-dioxid diétára neveltek baktériumokat laboratóriumi környezetben

Több hónap leforgása alatt izraeli kutatók létrehoztak egy olyan Escherichia coli fajtát, ami a szerves vegyületek helyett szén-dioxidból nyeri ki…

2019-12-07

Ez a weboldal cookie-kat használ.

Elolvasom