Самовосстанавливающийся материал на основе генетического кода зубов кальмара (ВИДЕО)

«Уникальностью этого пластика является его способность собирать себя вместе под воздействием воды», говорит Мелик Демирель (Melik Demirel), профессор из штата Пенсильвания. «Есть другие материалы, которые самовосстановливаются, но не при помощиводы».

Капля воды провоцирует самовосстаовление многофазного полимера, полученного из генетического кода зуба кальмара. Этот материал может когда-нибудь продлить жизнь медицинских имплантатов, волоконно-оптических кабелей и других трудноремонтируемых объектов, по словам исследователей.

Демирель и его команда изучали зубы кальмара, собранные по всему миру - в Средиземном море, Атлантике, недалеко от Гавайских островов, Аргентины и Японского моря - и обнаружили, что везде в них встречаются белки с самовосстанавливающимся свойствами. Однако, как отмечают в недавнем выпуске Scientific Reports, «количество этого белкового материала из природных источников очень низко (около 1 грамма белка на 5 килограммов кальмара) и состав природного материала варьируется между видами кальмаров».

Поэтому, чтобы не истощать популяцию кальмаров и иметь однородный материал, исследователи использовали биотехнологию для создания белков при помощи бактерий. Полимер может быть создан либо под давлением с использованием тепла, либо получен при помощи выпаривания растворителя.

Материал из двух компонентов представляет собой сополимер, состоящий из мягкого аморфного сегмента и жесткого, с более структурированной молекулярной архитектурой. Структурированная часть состоит из нитей аминокислот, соединенных водородными связями с образованием скрученного и/или гофрированного листа. Эта часть также обеспечивает прочность для полимера, но аморфный сегмент обеспечивает самовосстановление.

Из своего полимера исследователи создали образец, напоминающий формой кость для собаки, а затем разрезали его пополам. Использование теплой воды с температурой около 45 градусов по Цельсию - или немного теплее, чем температура тела - и небольшого давления металлическим инструментом, привело к тому, что две половинки воссоединились, восстановив форму кости. Испытания на прочность показали, что материал после восстановления был таким же прочным, как при первоначальном создании.

«Если один из волоконно-оптических кабелей, установленных в океане, порвется, единственный способ его исправить, это заменить на новый», говорит Демирель. «С этим материалом можно было бы восстановить кабель и продолжить работы, экономя время и деньги.

Может быть, когда-нибудь мы смогли бы применить этот подход к исцелению ран или в других приложениях. Было бы интересно в долгосрочной перспективе увидеть, если бы мы могли способствовать заживлению ран таким образом, тогда это то, на чем я собираюсь сосредоточиться в настоящее время».