Экологичный биоматериал, по прочности сопоставимый с кевларом и углепластиком, впервые создан исследователями Портсмутского университета в Великобритании на основе конических раковин широко распространенных моллюсков – «морских блюдечек». Об этом сообщает интернет-издание Interesting Engineering (IE). Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.

Еще в 2015 году учеными Портсмутского университета было обнаружено, что самый прочный из известных биологических материалов содержится в так называемых «морских блюдечках», различных видах улиток-моллюсков с неглубокой конической (не закрученной в спираль) раковиной. Эти маленькие водные обитатели обычно живут, прикрепившись к камням и соскребая с них пищу языком, усеянным микроскопическими зубами.

Именно эти зубы, как обнаружилось, содержат твердый и притом эластичный композит, который оказался намного прочнее паучьего шелка (считавшегося ранее самым прочным природным материалом) и сравним с такими синтетическими композитами, как углеродное волокно и кевлар. Теперь та же группа исследователей из Великобритании смогла успешно воспроизвести искусственное выращивание зубов Patella vulgata в лаборатории и использовать его для создания нового композитного биоматериала.

«Полностью синтетические современные композиты, такие как кевлар, широко используются в наши дни, но их производственные процессы достаточно токсичны, а отработавшие свой срок материалы перерабатывать трудно и дорого. Теперь мы имеем аналогичный по свойствам материал, который потенциально гораздо более экологичен как при получении и изготовлении, так и, в конце концов, способен утилизироваться без образования вредных отходов», – отметил Робин Рамни из Высшей школы фармации и биомедицинских наук Портсмутского университета.

Новый биоматериал представляет собой уникальную структуру, состоящую из слияния гибких плотно упакованных волокон каркасного материала (хитина моллюсков) с вкраплениями мелких кристаллов железосодержащего минерала, называемого гетитом. Эти волокна переплетены друг с другом почти так же, как углеродные волокна, применяемые для укрепления пластика.

Чтобы вырастить этот биоматериал вне его естественной среды, исследователи разработали методы, при которых они осаждали хитин и оксид железа в форме структур зубов «блюдечек» на стекле, покрытом сывороткой. Через две недели они самоорганизовались в нужные структуры, из которых в природе у моллюсков образуются зубы.

«Я прошел через все виды перестановок, которые только мог придумать, для того, чтобы обеспечить клеткам способность расти. Это очень отличается методов от выращивания бактерий или других живых клеток, которые обычно применяются в лабораторных условиях, поэтому нам пришлось с нуля разрабатывать методику, которая смогла бы эффективно сработать», – пояснил Рамни.

После успешного воспроизведения формирования зуба блюдца исследовательская группа смогла получить образцы готового биоматериала шириной в полсантиметра путем минерализации листа хитина – побочного продукта рыбной промышленности, обнаруженного в экзоскелетах ракообразных, крабов и креветок. Полученный материал показал чрезвычайную прочность на растяжение – от 3 до 6,5 гигапаскалей (ГПа).

В дальнейшем Рамни и его коллеги намерены изучить возможность масштабирования и массового производства полученного сверхпрочного биоматериала. «Прямо сейчас у нас в океанах наблюдается пластиковый кризис, и я считаю, что мы можем научиться многому у морских существ одновременно с тем, чтобы лучше их защитить их, заменив использование пластиков более экологичной альтернативой», – заключил Рамни.

Вам может понравиться

Смоляк раскритиковал решение открыть общественную приемную депутатов ЗакС Петербурга в Мариуполе

Законодательное собрание Петербурга приняло решение открыть приемную депутатов в городе-побратиме Мариуполе. Об этом 16 августа сообщил спикер петербургского парламента Александр Бельский. Депутаты планируют оказывать адресную правовую и гуманитарную помощь мариупольцам,

Ученые из Австралии планируют возродить тасманского тигра из стволовых клеток

Международная группа ученых из США и Австралии разработали проект по возрождению вымерших сумчатых животных. Речь идет о тасманском тигре, последний представитель которого умер в 1936 году. Последнее животное содержалось в

Подводный беспилотник SeaSearcher способен исследовать объекты под морским дном

Американская компания Seafarer Exploration, базирующаяся в штате Флорида, разработала подводный беспилотник способный обнаруживать и различать различные типы металлов, залегающие на глубине до 10 метров под морским дном, создавая и передавая
Погода в России: