• На пути к получению искусственного шелка

  • Исследователи до сих пор не могут понять, как белок в слюнных железах паука влияет на получение высокопрочной паутины. Никто не знает, как пауку удается сделать нить по прочности превышающую сталь. Так же как это удается шелкопряду.

    В течении многих лет с переменным успехом ученные пытаются имитировать замечательные свойства натурального шелка, но пока все изыскания не увенчались успехом. Фиоренцо Оьунетто и Дэвид Каплан из университета Тафтса ищут новые подходы к решению проблемы искусственного получения волокна по свойствам близкого к натуральному. Решение этой проблемы позволило бы продвинуться в таких областях, как медицина при использовании имплантируемых системах для доставки лекарств, а также в оптических и электронных системах, где прочность, миниатюрность и устойчивость к среде являются главными свойствами для достижения общего положительного результата.

    Казалось бы, кокон шелкопряда прост, но имитировать свойства образующей его нити оказывается невероятно сложно. Тоже с паутиной паука, каждый мог наблюдать, как паук плетет свою паутина, но секрет прочности этой паутины знает только паук.

    И паук и тутовый шелкопряд внутри своих желез проводят сложную химическую реакцию концентрированного раствора белка, именно эта реакция обеспечивает получение высокопрочного волокна.

    Все сделанные созданные в лабораторных условиях волокна не сравняться по свойствам с высокопрочной паутиной или нитью тутового шелкопряда. Ученые из университета Тафтса пошли несколько другим путем. Сначала они извлекают волокно из коконов шелкопряда, затем натуральное волокно помещают в раствор и извлекают белок, пытаясь воспроизвести процесс образования из полученной белковой смеси, по сути новые материалы. Ученые надеются, что их усилия позволят в ближайшем будущем найти способ получения высококачественного синтетического шелка в промышленных масштабах. Это матерел найдет широкое применение в медицине как в системах доставки лекарств, так используя механические свойства шелка для послетравматической связи костей и других тканей.

    Успех данных исследований и возможность получения искусственного шелка позволил бы значительно сократить временные затраты. Ведь до сегодняшнего дня шелк добывается путем кипячения и разделения коконов личинок шелкопряда, которые выращиваются на специальных фермах. Это способ имеет историю в 5000 лет, и давно нуждается в модернизации. При синтетическом способе получения такие этапы как процесс отчистки волокон и контроль качества урожайности просто исчезнут.

    Но главное, что натуральный шелк содержит гликопротеин, который вызывает иммунную реакцию при использовании в медицине. При использовании синтетического шелка проблема иммунной реакции исчезнет, а механические свойства шелка сохраняться.

    Менее оптимистичен и более осторожен в ожиданиях ученый Оксфордского университета Фриц Волларт. По его мнению, важной проблемой на пути ученых к получению искусственного шелка является неполное понимание молекулярного строения шелка натурального, и именно это непонимание механизма строения из повторяющихся последовательностей аминокислот в окружении конкретных белковых цепей не позволяет создать прочное синтетическое волокно. Не питает иллюзий ученый насчет значительного удешевления получения столь необходимого материала. И пройдет еще много времени, прежде чем затраты будут оправданы. Поэтому, будущие синтетического шелка хоть и выглядит светлым, но вряд ли будет очень близким.

    Или может быть проблема синтетического шелка очень похожа на проблему с синтетическим каучуком - это крупномасштабная молекулярная архитектура и в этом вся проблема. То как клетки растений и животных способны адаптировать волокон вместе на микро уровне люди не могут реплицировать в промышленных условиях А, значит возможно нужно, принимать какие-то нанотехнологии и может быть следует сосредоточиться на изобретении нано-вязальной машины, которая сможет работать с молекулярной структурой белка, а это еще более отдаленное будущее.

    По материалам guardian.co.uk

  • Добавлено: 2.8.2010
  • Вернуться к списку всех новостей