Kadife Solucanların Cıvık Maddeden Salgıladıkları İblik Haline Gelmiş Fiber

Balçıksı av aleti: kısa bacaklarıyla tırtıllara benzeyen kadife solucanlar avlarını, salgıladıkları ve av kurtulmak için çabalarken avı bir giysi gibi saran polimer yapılı bir salgıyla yakalarlar.

Bilim insanları oluşturulan polimer malzemeler aracılığıyla fevkalade bir mekanizmayı gözlemlediler.kesme kuvvetlerinin etkisi altında kadife solucanların salgısı içindeki nanoparçacıklar su içinde geri dönüştürülebilen polimer fiberi şekillendirirler.

Malzeme bilimcileri için bile doğa harika bir öğretmen araştırmacılar, Max Plank Kolloid ve Arayüz Enstütüsü bilim adamları dahil, polimer malzemelerin oluşturduğu fevkalade bir mekanizmayı daha yeni gözlemlediler. Av yakalamak için amacı ile, kadife solucanlar hareket gücü altında güçlü bir iplik türüne sertleşen (dönüşen) yapışkan sıvı fırlatmaktadırlar. Bu iplikleri olağandışı yapan şey ise çözünebilmeleri ve yeniden şekillendirilebilmeleridir.gerçek şu ki önceden sıvı bir salgı olan fiber polimerler araştırmacılar için fazla ilgi çekici bir konsept. Bir gün kadife solucanları

Temel alınarak geri dönüştürülebilir yeni malzemeler sentezlemek mümkün olacak.

Bazı hayvanlar inanılmaz metaryaller üretir. Örneğin örümcek ağı çekiçten daha güçlüdür. Midyeler su altındaki taşları yapışkan ve sıkı tutmak için kullandıkları bisüs ipliğini salgılarlar. Kadife solucanları tarafından salgılanan metaryel bu örneklerden daha az etkileyici değil. Bu hayvan benzeri , yersolucanı ile tırtıl kırmasına benzeyen, küçük solucan düşmanlarını uzaklaştırmak yada avını yakalamak , ki bu avlar için ( odun piresi, çekirge ve örümcek gibi) ölümcül sonuçlanır, için yapışkan bir sıvı püskürtür. Avları yakalanır yakalanmaz kurtulmak için çabalamaya başlarlar bu çırpınış yapışkanın sertleşmesine ve kaçış umutlarının yok olmasına sebebiyet verir.

“ Kesme kuvvetleri avın çabalaması sonucu yapışkan çamurun sert ipliğe sertleşmesinden üretildi.” Dedi George Mayer ‘in yanında kadife solucanlar üzerine çalışan Kassel Üniversitesi doctora öğrencisi Alexander Bar. Avusturya kadife kurtlarının salgısını incelemek üzere biyologlar Max Plank Kolloid ve Arayüz Enstütüsü araştırmacıları ile Potsdam da birlikte çalıştılar. Örneğin şu anda yardımcı profesör olarak Heinrich Heine Üniversitesinde (Duesseldorf) çalışan kimyacı Stephan Schmidt yapışkan çamurun nanoyapısının aydınlatılmasına yardım etmiştir. Potsdam Enstütüsü biyomalzeme bölümünden biyokimyacı Matt Harrington’un liderliğindeki bir araştırma grubu ise başka bir endişelendirici soru işareti olan kimyasal yapı ve moleküler işleyişe odaklandılar. Bilim adamlarının disiplinler arası grubu özellikle salgının düzen ve iskeletinin iplik formu sırasında nasıl değiştiğine odaklandılar.

Yapışkan Çamur Protein ve Yağ Asitlerinin Karışımı

“Biz yapışkan çamurun temel olarak büyük proteinler ve yağ asitlerinden meydana geldiğini biliyoruz.” dedi Alexander Bar. Max Plank Enstitüsünde arştırmacılar proteinlerin ve lipitlerin birleşerek küçük kürecikler oluşturduğunu keşfettiler. Bar’ın açıklamasında “kadife kurtçuklar yağ molekülleri ile proteğinleri diğer bileşikler kadar iyi üretirler.” “bez hücresini dışı iplik formunu ve yapışkan özellikleri oluşturmak için nanatoplardan sonra bağımsız olarak oluşur. Toplar tekdüze şekilde ve çapı hep 75 nm ciarı olacak şekilde inanılmaz bir hassasiyette oluşturulur.”

Kadife solucanları sıvı silahlarını gerekli olacağı ana kadar depolarlar. Sonra yapışkan çamuru kafalarının iki tarafında da bulunan iki bezdeki kasların kasılmasıyla düşmanlarına yada avlarına ateşlerler. Bar “ İlk başta yapışkanın yoğunluğu değişmez.” dedi “ Bununla birlikte avı mücadele etmeye başladığında yapışkan çamurdaki nanoküreleri koparmak için kesme kuvveti harekete geçer. Potsdamdaki titreşim spektroskopi çalışması bize protein ve yağ asitlerinin işlem sırasında ayrıldığını gösterir. Oysaki bütün yapışkan çamurun içinde uzun fiberler olarak şekillenirler, lipidler ve su moleküllerinin dışarıda yeri değiştirilmiş ve kılıf (kaplama) benzeri bir yapı oluşmuştur.” Araştırmacılar protein iplikler içinde rijit gerilmeler olduğunu ve bu bakımdan naylona benzediğini keşfetti. Bu bulgu bu iplikçiklerin fevkalade davranışınıda açıklar.

Çözümlenebilir polimer fiber:kadife solucanın ürettiğiyapışkan çamur lipidlerden ve proteinlerden oluşan nanoküreler içermektedir.kesme kuvvetleri nedeniyle fiberleri oluşturan proteinlerin etrafı yağ tabakasıyla kaplanmıştır. Fiberler fiberler yeniden oluşmak üzere suda nano bileşenlerine ayrılabilirler.

Polimerlenmiş İpliğin Suda Tekrar Erimesi

Daha önceki araştırmalar bize polimerize edilmiş yapışkan çamur ipliklerinin birkaç saat içinde kuruyarak tekrardan çözünebildiğini göstermiştir.Matt Harrington’ın dediğine göre “ Bizi hayretler içinde bırakan asıl olay protein ve lipitler bizim daha önceden orijinal yapışkan çamurda bulduğumuz nana küreleri oluşturmak üzere tekrar karışmalarıdır.” Bu yeni protein-lipid küreleri ilk salgıdakiyle aynıydı. “açıça görülüyor ki tekrarlana bumekanizma bizim henüz kavrayamadığımız bir biçimde çalışıyor.” Dedi Harrington

Bir diğer dehşet verici keşif ise yapışkan ipliğin düzeltilmiş yapışkan maddeden tekrar oluşturulabileceği.ve tam olarak yeni salgılanmış kesme kuvvetleri etkisi altındakadife solucanı salgısı gibi davrandılar: katılaştılar. Matt Harrington “bu sonsuz yenilenebilir bir geri dönüşüm için harika bir örnek. Merak uyandırı olan bir diğer konu bu olayların hepsinin biomoleküllerle ve ortam sıcaklığında gerçekleşmiş olması.bundan dolayı kadife solucanları sentetik polimer üreticisi gibi hizmet eder ve onlara sentetik malzeme üretimi ile ilgili birkaç şey öğretebilir.Harrington bu fikre katılıyor. Biyokimyacılar birgün yenilenebilir işlenmemiş malzemelerle benzer tarzda

endüstriyel uygulamalar için makromoleküller üretmeyi başaracaklarını düşünüyorlar. Örümcek ağı için konuşursak , endüstriyel alanda giysi üretmek için ve proteinleri endüstriyel olarak elde etmek hali hazırda kullanılıyor.

Protein ve Lipitler Nasıl Ayrıldılar?

Kadife solucanlarının katılaştırılmış iplikleri gibi suda çözünebilen proteinler kullanışsızdır. Ama prensip malzeme biliminde yeni ilhamların gelişmesini sağlaya bilir. Matt Harrington’ın inancı “şu anda atılacak ilk adım mekanizmayı daha iyi anlamaktır” yönünde. Harrington McGill Üniversitesinde profesörlüğünü vermeye hazırlanıyor. Örneğin bilim adamları neden daha ilk aşamada mekanizmaya göre proteinlerin lipitlerle ayrıldığıyla ilgileniyorlar. Ayrıca bilim adamları nano kürelere aynı şekli verdiren nedenleride belirlemek istiyorlar. Bir diğer cevaplanmamış soru ise protein birimlerinin düzeltilmemiş kimyasal bağlar olmadan rijit fiber üretmek için bir araya gelecekleri dedi Max Plank’te araştırmacı olan Harrington

Kaynak : scitechdaily.com