Ученые нашли способ упрочнения и повышения эластичности природных белковых волокон

Германские ученые нашли метод существенно расширить эластичность и прочность волокон паутины – материала, что и без того по праву считается одним из рекордсменов механических особенностей. Новое изобретение, согласно мнению ученых, представляет собой хорошую базу для разработки сверхпрочного текстиля, хирургических нитей, материалов для изготовления имплантов опорно-двигательного аппарата, и легких и прочных корпусов летательных аппаратов.

Паутина, либо паучий шелк – это один из изумляющих примеров материалов, создаваемых природой и проявляющих необыкновенные физические особенности. Ее прочность в пересчете на один квадратный миллиметр сечения разрешает выдержать 260 кг, она прочнее и намного легче стали. И все же ученые предприняли попытку превзойти природные показатели этого материала.

Посредством способа атомно-слоевой эпитаксии (atomic layer deposition, ALD) в структуру волокон были внедрены атомы металлов: цинка, алюминия и титана. Мысль для того чтобы подхода была кроме этого позаимствована у природы: как мы знаем, насекомые и другие организмы в составе прочных тканей когтей и ротового аппарата имеют значительные включения металлов, таких как цинк, медь и марганец.

Обработка волокон по классической методике ALD с образованием оксидов металлов на поверхности не стала причиной значительному упрочнению материала. Тогда, пара поменяв методику, ученым удалось добиться проникновения ионов металлов вовнутрь волокна, и встраивания металла в его протеиновую структуру. Таковой паучий шелк стал в 10 раз более прочным, и значительно эластичнее исходного природного материала.

Правильный механизм взятого результата ученым еще не известен. Одновременно с этим самоё вероятным объяснением может служить догадка о том, что атомы металла заменяют водородные связи между белками, формируя более прочные сотрудничества в волокнах.

Результаты этого изучения, совершённого в Университете Микроструктурной Физики Макса Планка (Max Planck Institute of Microstructure Physics, Германия), были благосклонно встречены научным сообществом и размещены в издании Science. Ученые видят большой потенциал повышения метода эластичности и нового упрочнения как конструкционных, так и биоматериалов. Работа затрагивает прежде всего протеиновые структуры – уже показались идеи применить новый способ к коллагеновым волокнам – серьёзным элементам костной ткани и кожи.

Непременно, создание разработки получения промышленного количества высокопрочных материалов на базе природного паучьего шелка не входит в замыслы исследователей, но тенденции применения нового подхода к упрочнению разных материалов, таких как неестественные кости и сухожилия, конструкционные материалы для авиа- и космических летательных аппаратов подразумевают высокую технологическую значимость открытия.

Мария Костюкова

Случайные записи:

• Школьная лига роснано открывает всероссийскую школьную неделю нано
• Норвежские ученые доказали, что у веганов рождаются недоразвитые дети

Survive In Bed Review — My Review Of Survive in Bed

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Найден способ удвоения света при помощи наноколпачков

  Исследователи из америки утверждают, что нашли новый метод преобразования света из красного спектрального диапазона в оптическое излучение светло синий…

• Новый способ самосборки наночастиц

  Исследователи Национальной Лаборатории Беркли министерства энергетики США, нашли несложной, но, однако, весьма надежный метод вынудить наночастицы…

• Ученые разработали новый способ управления светом, подходящий для создания высокопроизводительных вычислительных систем будущего

  Устройство, по строению напоминающее пчелиные соты с микроскопическими ячейками, изготовленное из особого пластика, может преломлять лучи света,…

• Перспективный способ получения нанокомпозитных коллоидных частиц

  Химики из университета Воррика придумали элегантный метод несложной и недорогой обработки маленьких полимерных частиц кварцевыми наночастицами. В…