Northwestern Üniversitesi ve San Diego
Eyalet Üniversitesi araştırmacıları, karadul örümceklerinin proteinleri nasıl
çelik dayanımlı liflere dönüştürdüklerini çözdüler. Bu bilgi bilim adamlarına
aynı dayanımda sentetik malzemeler üretmede yardımcı olmayı vaat ediyor.
Kara dul örümcekleri ve benzerleri,
Kuzey Amerika, Avrupa, Asya, Avustralya, Afrika ve Güney Amerika'da ılıman
iklimlerde, olağanüstü özellikleri ile bir dizi ipek üretmektedirler.
Bilim adamları, bazı örümcek ipeği
proteinlerini oluşturan aminoasitleri uzun zamandır biliyorlar ve liflerin ve
ağların yapısını anlıyorlar. Önceki araştırma, örümcek ipek proteinlerinin ipek
lifleri oluşturmak için örümcek iplikleştirme aparatından geçirilmeden önce,
nano boyutlu ampifilik mişeller (suda çözünebilen ve çözünemeyen moleküller
kümesi) olarak iplikleşme sürecini beklediklerini teorileştirdi. Bununla birlikte
bilim adamları bu süreci tekrarlamayı denediklerinde, yerli örümcek ipek
liflerinin özellikleri ve dayanımlarıyla sentetik malzeme üretemediler.
Northwestern’ de Nathan C. Gianneschi, “Bilgi
boşluğu kelimenin tam anlamıyla ortadaydı” dedi. “Tam olarak anlamadığımız şey,
ipek bezinde veya iplikleştirme borusundaki nano boyutta deva eden şeydi – proteinlerin
life dönüştüğü, depolama, dönüştürme ve taşıma süreci”
Araştırma ekibi, ipek liflerin çok daha
karmaşık bir hiyerarşik protein topluluğunu oluşturduğu protein bezlerinin iç
kısmını nükleer manyetik rezonans spektroskopisi ve elektron mikroskopları ile
daha yakından görebildi.
Bu “modifiye mişeller teorisi”, örümcek
ipek proteinlerinin daha önce düşünüldüğü gibi, basit küresel mişeller olarak değil
karmaşık ve bileşik mişeller olarak başladığı sonucuna varır. Bu eşsiz yapı,
kara dul örümceğinin etkileyici liflerini yaratmak için potansiyel olarak
gereklidir.
“Şu
an, karadul örümcek ipeklerinin, basit küresel parçacıklardan ziyade örümceğin
karnında depolanmış proteinlerin hiyerarşik nano takımlardan (200 ila 500
nanometre çaplı) üretildiğini biliyoruz.” dedi Holland
Eğer çoğaşmışsa, bunun gibi bir
malzemeye yönelik pratik uygulamaların sınırsız olabileceğini de ekliyor.
Askeriye, acil müdahale ekipleri ve atletler için yüksek performanslı tekstiller;
asma köprüler için inşaat malzemeleri; plastikler için çevre dostu geri
dönüşümlü malzemeler ve biyomedikal uygulamalarında kullanılabilir.
Uluslararası Nanoteknoloji Enstitüsü'nün müdürü ve Simpson
Querrey Enstitüsü'nün bir üyesi olan Gianneschi, “Bu doğal süreci aynı skalada
yapay lifler üretmek için sentetik olarak çoğaltabilirsek, malzeme ve
mühendislik üzerindeki potansiyel etkiyi göz ardı edemeyiz.” dedi ve ekledi “Basitçe
söylemek gerekirse, sentetik olarak üretmeliyiz”
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder