Vlakna umjetnih mišića izdržljivija od kevlara

Zahvaljujući znanstvenicima širom svijeta, proizvedeni su brojni novi materijali koji imaju fantastična svojstva, no priroda je još uvijek nekoliko milijuna godina ispred ljudi pa i dalje predstavlja neiscrpan uzor za stvaranje novih proizvoda koji bi jednog dana mogli ući u naše svakidašnje živote.

Najnovije istraživanje znanstvenika Sveučilišta Washington u St. Louisu, moglo bi dovesti do super izdržljive odjeće, novih polimera, gume i ugljičnih vlakana temeljenih na bakterijama.

Oni su pronašli način kako natjerati živu bakteriju na izradu umjetnih proteina mišića koji se potom mogu ugraditi u vlakna za izradu odjeće, zaštitne opreme, biomedicinskih implantata i protetike.

"Zapitali smo se zašto jednostavno ne napraviti sintetičke mišiće?", Kaže Fuzhong Zhang, vodeći autor studije. "Ali nećemo ih uzeti od životinja već ćemo za to koristiti mikrobe."

Prirodni mišići sastoje se od tri glavna proteina, a tim se usredotočio na jedan od njih - titin, koji kod ljudi kodira TTN gen. Titin je gigantski protein, dulji od 1 µm, koji funkcionira kao molekularna opruga koja je odgovorna za pasivnu elastičnost mišića. Problem je u tome što je titin zapravo najveći poznati protein, što otežava umjetno sastavljanje.

Kako bi to zaobišli, istraživači su izradili bakterije koje mogu iz malih segmenata izgraditi veće proteine. Zatim se titin može pretvoriti u vlakna širine 10 mikrometara, tehnikom mokroga predenja.

Krajnji rezultat su vlakna koja su žilava i jaka, ali ipak fleksibilna i sposobna raspršiti mehaničku energiju kao toplinu. To bi ih moglo učiniti korisnim materijalom za zaštitnu opremu poput pancirnih prsluka, a istraživači tvrde da je u tom pogledu čak i tvrđi od Kevlara.

Budući da je izrađen od istog proteina kao i prirodna mišićna vlakna, novi materijal trebao bi biti biokompatibilan, što ga čini pogodnim i za šavove, kao i za drugu upotrebu u tijelu.

"Njegova proizvodnja može biti jeftina i skalabilna", kaže Zhang. "Može omogućiti mnoge aplikacije o kojima su ljudi prije razmišljali, ali s prirodnim mišićnim vlaknima."

U budućem radu tim želi natjerati bakterije na stvaranje drugih vrsta polimera za niz drugih primjena.

Čitavu studiju objavljenu u časopisu Nature Communications možete pronaći na ovoj poveznici.