Суперпрочный синтетический паутинный шелк

31.10.2024

Международная команда ученых разработала уникальный синтетический шелк, вдохновленный паутиной пауков, который может быть применен для заживления ран. Полученный с использованием микроорганизмов, этот искусственный паучий шелк оказался не только исключительно прочным и биосовместимым, но и эффективным для лечения кожных повреждений, что открывает перед медициной новые перспективы в создании высококачественных бинтов и других заживляющих материалов.

Паучий шелк считается одним из самых прочных природных материалов: его нити при таком же диаметре прочнее стали. Однако природный шелк сложно добывать в нужных объемах из-за агрессивного поведения пауков, которые не уживаются в тесной среде и могут проявлять каннибализм. Поэтому ученые давно ищут методы искусственного создания аналогов паучьего шелка.

В основе нового подхода к получению синтетического шелка лежит генная инженерия. Команда исследователей под руководством Бинбин Гао решила изменить структуру белков паучьего шелка и создать стабильную форму этого материала с помощью микроорганизмов. Ученые столкнулись с трудностями: белки шелка склонны к слипанию, что мешает их эффективному производству. Решение было найдено в добавлении пептидов, которые предотвращают сцепление белков и создают упорядоченную структуру, характерную для натурального паучьего шелка.

В лабораторных условиях белки шелка производились микроорганизмами, а затем проходили процесс прядения, напоминающий естественное формирование паутины. С помощью 3D-принтера и специального устройства с тонкими полыми иглами белковый раствор вытягивался в нити, которые объединялись в прочные волокна. Таким образом, технология создавала "искусственного паука", который плел прочную и стабильную синтетическую паутину.

Следующим этапом исследования стало создание прототипов повязок для лечения ран из нового шелка. Их протестировали на мышах с хроническими ранами, вызванными диабетом, и остеоартритом. В повязки добавляли лекарственные препараты, что способствовало улучшению результатов заживления. Спустя две недели лечения у мышей с остеоартритом заметно снизился отек и улучшилась структура тканей. У подопытных с диабетом через 16 дней также наблюдалось значительное заживление ран.

Ключевые качества синтетического паучьего шелка - это его высокая биосовместимость и способность к биоразложению, что делает его безопасным для применения в медицинской практике. Такой материал можно будет использовать для создания повязок, которые будут не только прочными и безопасными для кожи, но и удобными для нанесения лекарственных препаратов.

Перспективы применения искусственного паучьего шелка огромны: этот материал может стать основой для создания инновационных биосовместимых бинтов и других медицинских изделий, что существенно расширит возможности в лечении ран и разработке экологически чистых медицинских материалов будущего.

<< Назад: Новый текстиль превратит тепло тела в электричество 01.11.2024

>> Вперед: Удешевление установки ветряных турбин на морских платформах 31.10.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Влияние недостатка сна на успеваемость студентов 21.04.2025 В условиях стремительного ритма современной жизни молодые люди все чаще жертвуют сном в пользу учебы, работы или досуга, полагая, что несколько часов отдыха несущественны. Однако наука все настойчивее опровергает эту точку зрения, доказывая, что качество сна может быть решающим фактором не только для здоровья, но и для интеллектуальных достижений. Особенно остро эта проблема стоит перед школьниками и студентами, чья умственная активность напрямую зависит от биологических ритмов организма. Группа исследователей провела эксперимент в Массачусетском технологическом институте (MIT), чтобы выяснить, как различные аспекты образа жизни студентов влияют на их академическую успеваемость. Для наблюдения за повседневной активностью участников использовались фитнес-браслеты. Первоначальной целью было изучить возможную связь между физической активностью и результатами обучения. Однако полученные данные оказались неожиданными. Как выяснилось, занятия спортом практически не оказывали влияния на оценки студентов. Зато на первый план вышел другой фактор - продолжительность и качество сна. Результаты исследования показали, что именно регулярный и достаточный по времени сон стал основным предиктором успешности в обучении. Имеет значение не столько то, выспался ли студент накануне экзамена, сколько то, насколько стабильно он соблюдал режим сна на протяжении всего учебного года. Особое внимание исследователи обратили на то, в какое время суток студенты отправлялись спать. Было установлено, что привычка ложиться после двух часов ночи со временем сказывается на ухудшении успеваемости. Нарушение естественных биоритмов и хронический недосып мешают концентрации, ухудшают память и замедляют усвоение новой информации, что особенно критично в интенсивной образовательной среде, как в MIT. Авторы исследования подчеркивают, что полноценный ночной отдых - это не просто способ восстановления сил, а важнейший инструмент, обеспечивающий эффективность учебного процесса. При этом краткосрочные меры, такие как попытка "наспаться" перед контрольной, не компенсируют негативные последствия хронической нехватки сна. Только систематическое соблюдение режима может принести заметные положительные результаты. Любопытно, что данные исследования противоречат широко распространенному мнению, согласно которому успех зависит исключительно от трудолюбия и количества проведенных за учебниками часов. Как оказалось, именно способность грамотно организовать свой распорядок дня, выделяя достаточное время для сна, становится важным условием академического роста. Открытие, сделанное учеными MIT, подчеркивает значимость сна как неотъемлемого компонента когнитивного развития. Для студентов и преподавателей этот вывод может стать стимулом для переоценки приоритетов: возможно, путь к высоким оценкам начинается вовсе не с библиотеки, а с своевременного отхода ко сну.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025