Çin, Kevlar'dan 6 kat daha güçlü, süper sert ipek elyafı üretti

Çinli bilim insanları, genetiği değiştirilmiş ipekböceklerinden, Kevlar gibi "çoğu doğal ve sentetik elyaftan" daha güçlü olan ilk tam örümcek ipeği elyafını sentezledi.

Genetiği değiştirilmiş ipekböcekleri tarafından üretilen örümcek ipeği. Fotoğraf: Mi Junpeng — Genetiği değiştirilmiş ipekböcekleri tarafından üretilen örümcek ipeği. Fotoğraf: *Mi Junpeng*

Şanghay'daki Donghua Üniversitesi'ndeki bilim insanları, 20 Eylül'de Matter dergisinde yayınlanan bir çalışmada, örümcek ipeği liflerinin hem yüksek çekme mukavemetine hem de olağanüstü tokluğa sahip olduğunu bildirdi. Örümcek ipeğinin tokluğu Kevlar'dan altı kat, çekme mukavemeti (gerildiğinde gerilime dayanma yeteneği) ise naylondan daha yüksektir. Çalışmanın baş yazarı Mi Junpeng, yeni liflerin cerrahi dikişler, kurşun geçirmez giysiler, akıllı malzemeler ve havacılık teknolojisi gibi birçok uygulama alanına sahip olduğunu söyledi.

Ekip, ipekböceği yumurtalarını örümcek ipeği proteinleri için bir gen ekleyerek genetik olarak değiştirmek için CRISPR-Cas9 gen düzenleme aracını kullandı. Bu değişiklik, ipekböceklerinin gözlerinin floresan mikroskop altında parlamasına neden oldu. Genetiği değiştirilmiş ipekböceklerinin örümcek proteinleri ürettiğinden emin olmak için araştırmacıların öncelikle ipeğin yapısını daha iyi anlamaları gerekiyordu. Deneylerde başarıyla test edilmiş bir ipek yapısı modeli kullandılar.

Mi'ye göre en büyük zorluklardan biri, örümcek proteinlerinin ipekböceği proteinleriyle etkileşime girebilmesi için nasıl "yerelleştirileceğini" bulmaktı. Modelleme, etkili bir entegrasyonu sağlamak için hangi modifikasyonların yapılması gerektiğini daha iyi anlamalarını sağladı. Mi ayrıca, başarılı bir şekilde modifiye edilmiş ipekböceği toplamanın da bir zorluk olduğunu, çünkü birkaç transgenik ipekböceği elde etmek için 100'e kadar yumurta gerektiğini söyledi. İpekböcekleri ayrıca "günde birkaç kez beslendikleri" için düzenli bakıma ihtiyaç duyuyordu.

Örümcek ipeği, üretimi ve çevreyi kirletmesi yüksek enerji gerektiren naylon ve Kevlar gibi sentetik liflerden daha çevre dostu, daha güçlü ve daha esnektir. Örümcek ipeği ayrıca ipekböcekleri tarafından üretilen doğal ipeğe göre daha güçlü ve daha az kırılgandır. Ancak örümcek ipeğinin büyük ölçekli üretimi zordur çünkü örümcekler yamyamdır ve yan yana çok sayıda yetiştirilemezler.

Yapay örümcek ipeği ideal değildir, çünkü araştırmacılar ipek eğirme mekanizmasını tam olarak anlamadıkları için en gelişmiş üretim yöntemleri bile doğal yapıyı tam olarak taklit edemez. İpek ayrıca yapay olarak taklit edilemeyen doğal bir koruyucu kütiküle sahiptir. İpekböcekleri ve örümceklerdeki bezler de benzer özelliklere sahiptir, bu nedenle araştırma ekibi tarafından üretilen ipek yapısal özelliklerini ve koruyucu tabakasını korur.

Mi ve meslektaşları gelecekte ipeği modifiye etmek ve daha dayanıklı versiyonlarını üretmek için sentetik amino asitler kullanacaklar.

An Khang ( SCMP'ye göre)

İpek nasıl icat edildi? , İpekten yapılmış sabit diskler

[reklam_2]
Kaynak bağlantısı