Все новости

Создана основа для сверхпрочного цемента на базе аналога белкового клея моллюсков

Аналогичным образом, как предполагают ученые, можно создать аналоги других интересных биополимеров, в том числе тех гибких белков-резилинов, которые позволяют многим насекомым летать или прыгать на очень большие расстояния

ТАСС, 3 марта. Американские химики создали основу для сверхпрочного цемента на базе полимерного материала, похожего по своим свойствам и устройству на белковый клей моллюсков, который те используют для прикрепления своих раковин к камням. Об этом в четверг сообщила пресс-служба Северо-Западного университета.

"Когда мы создавали этот полимер, мы просто пытались скопировать структуру и свойства клея моллюсков. Первые же проверки созданного нами материала показали, что он заметно превосходит то, как ведет в себя в таких же условиях его белковый аналог, выделяемый беспозвоночными существами", - заявил научный сотрудник Северо-Западного университета в Эванстоне (США) Ор Бергер, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Инженеры, химики и физики активно изучают то, как устроены различные природные материалы, многие из которых значительно превосходят созданные человеком по прочности, легкости, долговечности и многим другим параметрам. К примеру, шелк из паутины пауков значительно превосходит сталь по прочности. При этом он обладает низкой массой и высокой стойкостью к растягиванию.

Ученые давно пытаются воспроизвести подобные "изобретения природы" и приспособить их для решения важных научных и промышленных задач. В частности, Бергер и его коллеги разработали простой полимерный аналог биссуса, белкового клея моллюсков, который можно использовать в качестве сверхпрочной замены для цемента.

Универсальный белковый клей

Химики из США пытались понять, можно ли воспроизвести структуру этого природного клея, используя относительно короткие белковые звенья, которые можно легко и дешево производить в промышленных масштабах. Руководствуясь этой идеей, ученые проанализировали трехмерную структуру нитей биссуса и выделили их ключевую часть - короткий повторяющийся фрагмент длиной всего в десять аминокислот.

Используя этот фрагмент, ученые синтезировали полимерные нити, похожие по структуре на ершики для посуды, и подготовили более длинные волокна на их основе. Последующие замеры их прочности и анализ свойств указали на то, что этот материал превосходит природный биссус в прочности и клейкости, а также при этом его значительно проще изготовлять.

Это позволяет использовать данный полимерный материал в качестве основы для сверхпрочного цемента, а также для разработки различных медицинских клейких составов, не вызывающих реакции отторжения и безопасных для организма с химической и биологической точек зрения. Подобные препараты можно будет использовать для склеивания ран и соединения обломков поврежденных костей.

Аналогичным образом, как предполагают ученые, можно создать аналоги других интересных биополимеров, в том числе тех гибких белков-резилинов, которые позволяют многим насекомым летать или прыгать на очень большие расстояния. Рукотворные подобия этих молекул позволят заметно улучшить конструкцию беспилотников и прочих миниатюрных летательных аппаратов, подытожили Бергер и его коллеги.

Теги