22. 07. 2021 17:00 | ST. LOUIS/kc

Prelomový objav: V USA vyrobili materiál, ktorý je pevnejší ako pavúčie vlákno

Cesta k objavu bola nesmierne dlhá a náročná. Vedci museli vyriešiť to, na čo mali pavúky stovky miliónov rokov evolúcie.

Ilustračná snímka.
Ilustračná snímka. Foto: shutterstock/mycteria

Pavúčie vlákno je dlhodobo považované za najpevnejší a najodolnejší materiál na planéte. Vedcom sa dlho nedarilo pomocou technológií vyrobiť niečo, čo tento materiál prekoná, no to už teraz neplatí. Prelomový objav sa podaril tímu amerických vedcov, ktorí naučili geneticky upravené baktérie produkovať ešte pevnejšie vlákna, ako dokážu pavúky.

Nový materiál vznikol v laboratóriách McKelvey School of Engineering v St. Louis, o objave informovali v odbornom časopise ACS Nano.

Hlavnou postavou projektu bol inžinier Fuzhong Zhang, ktorý má so syntetickou biológiou dlhoročné skúsenosti a zaznamenalo viacero úspechov. Už pred tromi rokmi sa mu podarilo vyvinúť baktérie, ktoré produkovali materiál s vlastnosťami pavúčieho vlákna.

Zhang sa najnovším objavom posunul ešte o úroveň vyššie. Vedci pod jeho vedením upravili aminokyselinovú sekvenciu proteínov pavúčieho hodvábu tak, aby si zachovalo vlastnosti, ktoré majú prírodné vlákna, ale zároveň nadobudlo nové vlastnosti, ktoré sa môžu zísť pre využitie ľuďmi.

Cesta k objavu bola nesmierne dlhá a náročná. Vedci museli vyriešiť to, na čo mali pavúky stovky miliónov rokov evolúcie. Tajomstvo pevnosti ich vlákien tkvie v takzvaných β-nanokryštáloch (druh proteínu) - hlavnou zložkou prírodného pavúčieho hodvábu.

„Pavúky vďaka evolúcii prišli na to, ako priasť vlákna s potrebným množstvom nanokryštálov," vysvetlil Zhang. A práve napodobniť túto schopnosť bola pre vedcov najväčšia výzva. Vyriešili to tak, že zaviedli do baktérií takzvané amyloidné sekvencie, ktoré produkujú nanokryštály.

Vo všeobecnosti platí, že čím dlhší je proteín, tým odolnejšie a pevnejšie je výsledné vlákno. S novým proteínom sa vedcom podarilo vyrobiť material, ktorý je pevnejší ako bežná oceľ a húževnatosť vlákien prekonáva aj kevlar.

Zhangov tím povzbudený najnovším úspechom si trúfa zájsť ešte ďalej. „Náš výskum dokazuje, že môžeme inžiniersky využiť biológiu pri výrobe materiálov, ktoré prekonávajú tie najlepšie v prírode," dodal zhang.


Komentáre ( 0)