Mümkün Olan En Güçlü Yapay Örümcek İpeği Üretildi
Mümkün olan en güçlü melez ipek lifleri, İsveç’teki bilim adamları tarafından tamamen yenilenebilir kaynaklar kullanarak yaratılmıştır. Örümcek ipek proteinlerini odundan elde edilen nanoselüloz ile birleştiren süreç, tıbbi kullanımlar için geniş biyoaktif malzemeler üretmek için düşük maliyetli ve ölçeklenebilir bir yol sunar.
ACS Nano’da Stockholm’deki KTH Royal Institute of Technology araştırmacıları tarafından yayınlanan bu teknik, ucuz selüloz nanofibrillerinin yapısal ve mekanik performansını, daha büyük ölçekte üretmek zor ve pahalı olan örümcek ipeğinin tıbbi özellikleri ile bir araya getirmektedir.
Örümcek ipeğinin biyoaktif özellikleri yüzyıllardır bilinmektedir. Eski Roma’da, askerlerin savaş yaralarını sarmak için örümcek ağı kullanılıyordu. Fakat büyük ölçekli örümcek ipek malzemesi üretmek bugün genellikle fosil bazlı kaynaklara dayanan pahalı bir işlem olduğu kanıtlandı.
KTH Araştırmacı My Hedhammar, kıyaslandığında ahşap bazlı nanoselülozun ucuz ve sürdürülebilir olduğunu söylüyor. Ayrıca, nanoselülozu sadece az miktarda örümcek ipek proteini ile birleştiren teknik, hücre büyümesinin teşvik edilmesi gibi tıbbi amaçlar için kullanılabilen biyolojik işlevli bir malzeme vermektedir.
“Lifin gücü, elimizdeki bilgilere göre insan yapımı, ipek bazlı bir materyalden ve doğada örümceklerden bulunanlar ile aynı seviyede” diyor Wallenberg Wood Science Center’ın araştırmacısı Daniel Söderberg.
Günümüzde, ağaçlardan elde edilen selüloz nanofibriller, sadece yenilenebilir, biyolojik olarak parçalanabilir, neredeyse toksik olmayan ve büyük hacimlerde mevcut oldukları için değil, aynı zamanda göze çarpan mekanik özelliklere sahip oldukları için bilimsel ve ticari olarak ilgi görmektedir.
Söderberg, üretilen filament maddenin potansiyel olarak ,örneğin bağlar için bir yapı taşı olarak, kullanılabileceğini söylüyor.
Malzemeyi yapmak için, araştırmacılar rekombinant ipek proteinleri olarak bilinen maddeleri kullanıyorlar. Hedhammar, araştırmacılar örümcekleri ev sahibi olarak kullanmak yerine, ipek proteini kodlayan geni alıyor ve hücreyi bağlama gibi istenen bir fonksiyonu kodlayan bir gen ile birleştiriyor. “Bu füzyon genini basit, kolayca üretilen ve sonradan laboratuarda arıtılabilen fonksiyonel ipek proteinlerini üreten bir laboratuar bakterisine aktardık. ” diyor.
“Örümcek ipek füzyon proteinleri daha sonra dağınık selüloz nanofibrillere eklenir ve iki bileşen arasındaki olumlu etkileşimler sayesinde bir kompozit malzeme üretilebilir.”
Söderberg, tekniğin liflerin iç yapısını mikro ve nano ölçekte hizalamak için hidrodinamiği kullandığını söylüyor. ” Nanoselüloz makroskopik materyalde hizalandığında süper performansa ulaşabiliriz” diyor.
Kaynak: sciencedaily.com
