Программируемые материалы созданы на основе шелковых белков

27.12.2016, 02:25 Наука

Инженеры Университета Тафтса разработали новый формат твердых веществ, изготовленных из протеинов шелка, которые могут быть предварительно запрограммированы на биологические, химические или оптические функции. Из них можно делать механические компоненты, которые меняют цвет при деформации, могут доставлять препараты или реагировать на свет.

Используя шелковый белок и водорастворимые молекулы, исследователи во главе с Fiorenzo G. Omenetto создали нескольких твердых форм, от нано- до микро- масштаба, которые имеют предварительно разработанные функции. Например, ученые создали хирургический штифт, который способен менять цвет по мере приближения к своему механическому пределу, и функциональный винты, которые могут быть нагреты инфракрасным светом и, благодаря биосовместимому компоненту, освобождать биологически активные агенты, например ферменты.

Хотя необходимы дополнительные исследования, в будущем Omenetto с коллегами надеются разработать приложения, которые включают в себя новые механические компоненты для ортопедии, с внедренными с факторами роста или ферментами, хирургические винты, который меняет цвет, при достижении пределов крутящего момента, гаек и болтов, которые могут сообщать о условиях окружающей среды или предметы домашнего обихода, которые могут быть восстановлены или видоизменены.

Уникальная кристаллическая структура щелка делает его одним из самых сложных природных материалов. Фиброин, нерастворимый белок, содержащийся в шелке, обладает замечательной способностью защищать другие материалы, будучи полностью биологически совместимым и способным к биологическому разложению.

«Возможность встраивания функциональных элементов в биополимеры, контролировать их самосборку, а также изменять конечную форму, создает небывалые возможности для изготовления высокоэффективных многофункциональных материалов», сказал Omenetto.