Závit zlaté Křižákovití silnější než Kevlar

Vlastnosti plastů v době takové, které bere vzadu. Například, je tkanina tkaná z kevlaru, ani nůž, ani obvyklé střely razníku. Tento syntetický uhlíkových vláken nalezne nejširší uplatnění při výrobě neprůstřelných vest a sportovního vybavení, akustické systémy a komponenty pro letadla. A o to více překvapující, že vlákno, které splétá malé zlaté Křižákovití Nephila clavipes, nepřináší k síle Kevlar má před sebou podstatnou výhodu: je pružná, který je schopen účinně absorbovat energii (před přestávkou, je nit táhla procenta na třicet).

Video: Black kevlarové rukavice z nerezové oceli drát resistace Rukavice

Kromě toho je surovina pro tzv kevlarovým petrohimikaty dávat toxického odpadu. V „zelené“, jak přírodních složek, z nichž pavouk spřádá své sítě, nemůže být pochyb: organické povahy, které jsou, jak se všichni měli žít, biologicky odbouratelné.

Inženýři ochotně používají koule tkaním jako alternativa k Kevlar. Nicméně, přírodní materiál je příliš drahé. Pavouci - ne bource morušového chov nebyly nikdy přijata: jsou velmi agresivní a nebude hnusit kanibalismu. Kromě toho, pavouci nejsou příliš produktivní: oni spřádat vlákna, i když neustále, ale velmi pomalu. Nicméně, tyto problémy neznamenají, že si můžete dát na kříži webových materiálů. Přijít na pomoc chemici biotechnologie.

Osnovní nitě Křižákovití - proteiny hedvábí, které se vyrábějí speciální žlázy. To znamená, že nit kostra je největší zájem, pokud jde o jeho použití jako biomateriálu, spidroin představují dva typy proteinů: nejdříve vytvořit krystalu buňky a dát jim sílu, druhý formulář „amorfní“ nestrukturované matice a jsou zodpovědné za pružnost. Jak je známo, proteiny kódované odpovídajících genů. V posledních deseti letech uvedeny a přiřazeny hodně bílkovin. Samozřejmě, že se rozluštit nimi je mnohem jednodušší, než lidského genomu, ale tady mikrobiologové se neobejde bez mocné výpočetní techniky. Teprve s rozvojem bioinformatiky a zejména počítačové analýzy genomu biotechnologists přijali potřebný materiál pro manipulaci s dědičnou informací pavouků se.

Syntetická vlákna myšlenkou je, že pavouk geny jsou vloženy do DNA jiného živého organismu, způsobí, že se syntetizovat molekuly hedvábí proteinu. Tato operace byla úspěšně provedena s kolonií bakterií, které po genetické modifikaci byly pěstovány ve zvláštním prostředí. Neschopnost se bez této ochrany a stala hlavní nevýhodou této metody: mikrobů musel krmit drahé aminokyseliny - alanin krystalické báze a glycinu. Dokonce i proteiny se ukázalo, není zcela plnohodnotným: bakterie byly příliš primitivní, aby správně přeložit dlouhý řetěz cizího genu do příslušného proteinové molekuly.

Pokoušet se postavit organismus, který produkuje hedvábné proteiny, a odborníci vzali kanadskou biotechnologického společnost Nexia. Všimněte si podobnosti struktury sekrečních žláz pavouků a savců, vědci vshili koule tkaní genů do DNA kozy. Po operaci proteinů v rozpuštěné formě se objevil v jeho mléce, a nyní se snažíme izolovat a koncentrují se.

Nejslibnější rozpoznán jako experimenty s rostlinami. poslední z těchto výsledků byly prezentovány Udo Conrad (Udo Conrad) z německého ústavu rostlinné genetiky (IPK). Conrad implantovány genů v genomu brambor koule tkaní a tabáku, učinila významné změny v chemickém složení dvou kultur: na hedvábné proteiny mají až 2% z celkového proteinu hmotnosti rostlin. Podle některých odhadů, proteiny produkované s použitím transgenních rostlin, jsou 2-10 krát levnější než syntetizován bakteriemi.

Zůstává však další problém nevyřešen. Umělé hedvábí proteiny jsou snadno rozpustné a nerovnoměrně dostat do vody, se shromažďují, aby se změnil hrudek a nehomogenní polotuhé lepivé hmoty. Mezitím web je dobře snášen deště. Takže inženýři genetika je před námi ještě mnoho práce s cílem poskytnout nové vlastnosti proteinů. Nyní pracujeme s existujícími přírodních i umělých surovin. Vědci se snaží kopírovat přirozený proces: je to také pavouk žlázy produkují proteiny, v kapalné formě, ale pak procházejí speciální předení trubková tělesa dehydratovat a zase do pásu závitu.

Jeho technologie tkaní předem rozpustí bílkoviny a patentoval obra jako DuPont - známého výrobce Kevlar. Nicméně, zástupci firem uznávají, že je příliš drahé, aby bylo možné hovořit o nějakém velkovýroby syntetických vláken. Před pár měsíci o zahájení společného projektu oznámena již bylo zmíněno Nexia a IPK. Kanaďané dát jejich základna sekvenovány těchto genů, a Němců - relativně levné technologie hedvábí syntéza proteinu rostliny. Nexia, mimochodem, tři roky spolupracuje s americkými a kanadskými armádami. Vojenská, z pochopitelných důvodů zájem o „biostalyu“ - tzv Nexia umělé vlákno. Ale Ať už mu říkáte, vývoj hotového výrobku není horší než mechanických vlastností přírodního a nákladově efektivní organizaci výroby, zůstává snem. Všechny vzorky z několika umělých pavoučích vláken jsou vytvořeny tak daleko, nejdou žádné srovnání s koule tkaní nití.

Nicméně nadšení netrvalo vědce. Věří, že když se proteiny se stanou dostupnější, bude snadnější vyvinout a účinné metody tkaní. Přestože je i nadále učit se od přírody a překvapila dokonalosti svých přirozených technologií.