FoodPro Preloader

Forskere Bygg Micro Spider-Silk Spinner


En ny studie bør glede fans av tegneserien superhelten Spider-Man. Forskere fra München Technical University (MTU) i Tyskland har bygget et microfluidics (miniatyr rørleggerarbeid) system for å spinne korte tråder av kunstig edderkoppsilke. De nye strengene er mindre enn en halv millimeter, eller 0, 02 tommer lang, og deres styrke og elastisitet er fortsatt uprøvd. Andr

En ny studie bør glede fans av tegneserien superhelten Spider-Man. Forskere fra München Technical University (MTU) i Tyskland har bygget et microfluidics (miniatyr rørleggerarbeid) system for å spinne korte tråder av kunstig edderkoppsilke. De nye strengene er mindre enn en halv millimeter, eller 0, 02 tommer lang, og deres styrke og elastisitet er fortsatt uprøvd.
Andre forskergrupper har allerede opprettet trekkverk eller mer i lengden som kommer nær egenskapene til ekte edderkoppsilke. Slike tråder har lenge vært ønsket for veving i lettere kollisjonsbestendige vester eller kunstige sener og ledbånd, men til og med relativt korte tråder kan finne nisjeapplikasjoner i medisinske prosedyrer som hjernekirurgi, sier MTU biofysiker Andreas Bausch, medforfatter av den nye studien.
Tilhengere av Spider-Man- tegneserier vil huske at - i motsetning til kinematiske revisionisme-Spidey slung webs ikke fra kjertler i håndleddene, men ved å bruke en spesiell webvæske av eget design, skutt fra et par håndledd sprøyter. Tilsvarende har forskere bygget sine egne versjoner av nettspillere tidligere i sprøyter. Tvinge silkeproteiner med de rette tilsetningsstoffene gjennom en smal åpning, smelter proteinerne inn i strengene.
Münchenforskerne tok teknikken et skritt videre. De studerte kunstig draglinksilke, som edderkopper bruker til å henge fra tak og skissere sine nettsider, basert på Araneus diadematus, den europeiske hagespinneren [se bildet]. En av lagmedlemmene hadde tidligere satt inn et par dragline silkegener (kalt eADF3 og eADF4 ) i bakterier for enkel produksjon. Uten slike triks, "du må melke edderkopper for å gjøre disse forsøkene, " sier Bausch.
Bausch og hans kollegaer brukte et tridentformet sett med kanaler for først å blande sine oppløste silkeproteiner med kaliumfosfat, noe som gjør at silkeproteinene klumper seg i mikroskopiske sfærer som måler en megw mikron i diameter (en mikron er en millionste av en meter). De senket deretter pH i blandingen fra 8, 0 til 6, 0 (for å gjøre den litt surere) og tvunget den gjennom en innsnevring som måler rundt 10 mikron bred.
Forskerne rapporterer i Proceedings of National Academy of Sciences USA at de opprettet en serie korte tråder ved å ratcheting opp hastigheten over 600 mikroliter per time (tilsvarende mindre enn 10 gram per minutt fra en hageslange).
Bausch og selskapet tror at pH-dråpet får sfærene til å forandre form etter at de er sammenbundet via kjemisk klistrede ender, og den smale innsnevringen blander silkebjelker sammen når de flyter raskt nok. De merker at ekte edderkopper kan spinne silke i et mer rolig tempo fordi de starter med en mer viskøs silkeoppløsning.
Å lage fibre er et lite første skritt, sier Randy Lewis, en molekylærbiolog ved University of Wyoming i Laramie. Han sier at laget hans har spunnet strenger opp til en hage lenge som strekker seg så mye som 50 prosent og har omtrent halvparten av strekkfastheten til ekte edderkoppsilke. "Uten mekanisk testdata, " sier han, "det er veldig vanskelig å analysere om typen system de har, kommer til å være spesielt nyttig" for applikasjoner.
Men han sier at det nye systemet kan hjelpe forskerne til å forbedre kunstige silke, som varierer fra strand til strand på uforutsigbare måter. Spider-Man's science-whiz alter ego Peter Parker ville sikkert godkjenne.