Дослідження павуків може привести до куленепробивного шовку

Команда дослідників з Північно-західного університету і державного університету Сан-Дієго наблизилась до можливості створення в лабораторії синтетичного аналога суперсильного шовку павуків роду Чорних вдів.

Супер шовк

Чорні павуки-вдови, мабуть, найкрутіше ім'я всіх павукоподібних. Вони також крутять найкрутіший шовк.

Фунт для фунта, він сильніше, ніж сталь. Це також надлегкий, наджорсткий і біорозкладаний - все властивості, які роблять його дуже бажаним для вчених-матерів.

Дослідники давно сподівалися розгадати таємницю того, як чорні вдови обертають цей супер шовк. Тепер команда з Північно-західного університету і державного університету Сан-Дієго, можливо, зламала код, і це може дозволити нам створити наш власний супер-сильний шовк павука в лабораторії, який ми могли б використовувати для створення всього, від мостів до куленепробивних жилетів.

Протеїнова сила

Раніше дослідники вважали, що білки павука-павука починаються як сферичні кластери молекул, які павук може потім обертатися в шовкові волокна. Але коли вони спробували відтворити цей процес в лабораторії, створений ними шовк був не таким сильним, як у павуків.

В дослідженні, опублікованому на цьому тижні в Працях Національної академії наук (PNAS), дослідники пояснюють, як вони використовували комбінацію двох потужних технологій обробки зображень - спектроскопії ядерного магнітного резонансу і електронної мікроскопії - для аналізу білкової залози в чорні вдова, відповідальні за створення шовкових волокон.

Вони виявили, що білки дійсно починаються як складні, складні кластери молекул - структура, яка, на їхню думку, може бути ключем до сили і іншим властивостям шовку павука.

«Знання наноструктурних білкових збірок в допінгу має вирішальне значення для базового розуміння процесу прядіння і для нашої здатності імітувати властивості натурального матеріалу в синтетичних аналогах», - пише команда в своїй статті.

Чорна вдова, яка отримує МРТ. Зображення: Державний університет Сан-Дієго.

Снігопад

Озброївшись цим новим знанням процесу шовкопряда, дослідники сподіваються, що вони зможуть знайти спосіб відтворити його в лабораторії.

«Неможливо переоцінити потенційний вплив на матеріали і техніку, якщо ми зможемо синтетично відтворити цей природний процес для виробництва штучних волокон в масштабі», - сказав дослідник прес-релізу Nathan C. Gianneschi. «Простіше кажучи, це було б перетворює».

Джерела: EurekAlert