Ученые создали синтетическое мышечное волокно, которое прочнее кевлара

синтетическое мышечное волоко

Ученые синтезировали невероятно прочное мышечное волокно, которое также может выдерживать более сильные удары, чем обычные материалы.

Мышечные ткани живых существ состоят в основном из трех белков: миозина, актина и тайтина. Последний является ключевым компонентом соединительного филамента саркомера, и представляет собой молекулу длиной более 1 мкм с молекулярной массой 2,5-3 (самый крупный из известных на сегодня природных белков). Из-за сложности синтеза таких гигантских белков в лабораторных условиях, ученые долгое время искали альтернативные способы их получения для разработки инновационных материалов и гибкой робототехники.

Таперь исследователи из Университета Вашингтона в Сент-Луисе смогли добиться успеха с помощью миктроорганизмов. Для этого команда биоинженеров специально вывела штамм бактерий, способных объединять небольшие сегменты белка в полимеры сверхвысокой молекулярной массы (около двух мегадальтон). Далее с помощью мокрого прядения ученые преобразовывали отдельные волокна в нити диаметром 10 микрон, что в десять раз тоньше человеческого волоса.

схема полимеризации

Последующие испытания синтетического материала показали, что нити тайтина прочнее хлопка, шелка, нейлона, а при определенных обстоятельствах могут быть даже надежнее кевлара. Такое волокно обладает прочность 378 ± 41 МПа, растяжимостью 47 ± 7% и ударной вязкостью 130 ± 15 МДж/м3.

По словам команда, материал имеют настолько хорошие механические свойства, что его можно применять в различных сферах. Например, для изготовления защитной боевой экипировки солдат и спецодежды, или применять нити для зашивания ран и биомедицине в целом.

Ученые говорят, что при увеличении объемов производства, стоимость белкового полимера будет достаточно дешевой для массового использования. Они уже подали патентную заявку на свою технологию микробного синтеза, и в дальнейшем планируют использовать ее в качестве платформы для создания более крупных и длинных белков.

Ранее мы также сообщали о создании новой синтетической паутины, которая прочнее стали и кевлара.

iMag.one - Самые важные новости достойные вашего внимания из более чем 300 изданий!