Создан материал, способный к самовосстановлению
Изучив зубы кальмаров, Мелик Демирель (Melik C. Demirel) и его соавторы смогли идентифицировать белок, дающий зубам уникальную способность к самовосстановлению, и внедрили его в обычный пластик. В результате предметы из такого материала можно разрезать надвое. А затем просто полить водой – и они срастутся так, что нельзя будет найти швов.
Из-за кольцевой конструкции ротового отверстия зубы кальмара, образующие одну кольцевую пластину с заостренными выступами, часто подвергаются большим нагрузкам, приводящим к трещинам. Поскольку все зубы объединены в одну систему, такая трещина могла бы привести животное к голодной смерти, так что в ходе эволюции у кальмаров появилась способность самовосстановления зубов. Им достаточно войти в контакт с водой, и любая трещина тут же начинает затягиваться.
Группа Демиреля подвергла анализу генетический код различных видов кальмаров, демонстрирующих эту особенность, и обнаружила отвечающие за нее гены: они были одинаковы у разных видов этих животных, в то время как другие части генома, напротив, существенно различались. Поскольку выращивание кальмаров для получения белка, отвечающего за самовосстановление, – не самое практичное решение (они долго растут и привередливы к пище), то выделенные гены были внедрены в геном бактерии, которая научилась вырабатывать соответствующий белок за весьма короткое время.
После этого белок добавили в стандартный мягкий пластик, из которого были сделаны образцы для последующего эксперимента. В его ходе кусочки пластика с ''кальмаровым'' белком разрезали надвое, поливали водой, и тот быстро срастался, ничуть не теряя своей прочности и эластичности:
К сожалению, полностью повторить все возможности, демонстрируемые этими головоногими в природе, пока не удалось. Так, зубы кальмаров восстанавливаются при температуре океанской воды, которая редко бывает теплее 25 градусов. А вот пластику с новой добавкой восстановление за разумное время удается только при температуре в 45 градусов, что существенно выше, чем необходимо обитателям океана.
Группа Демиреля планирует продолжить работу над оптимизацией состава такого пластика, чтобы снизить температуру начала самовосстановления. Потенциальным применением нового материала может быть изоляция межконтинентальных оптоволоконных кабелей, проходящих по дну океана. Сейчас повреждение их оболочки часто ведет к дорогостоящим ремонтным работам на глубинах в тысячи метров; самовосстановление изоляции при контакте с водой определенно сможет сэкономить немало времени и средств.
Однако материалы, способные восстанавливать себя сами, могут оказаться полезны и в ряде других областей. Например, протезы и имплантаты при контакте с окружающими их клетками человеческого тела могли бы восстанавливать трещины, иногда возникающие в них под действием высоких механических нагрузок. Кроме того, использование такого белка в принципе способно повысить скорость заживления поверхностных ран у человека – и в своей следующей работе Демирель намерен изучить как раз эту возможность новооткрытого вещества.
Источник: Дайджест инноваций
