Необычный биополимер из морских глубин

Ученые из американского университета Case Western разработали биополимер, способный быстро переходить от жесткого к пластичному состоянию. Идею такого материала им подсказал обычный морской огурец. Морской огурец – не растение, а беспозвоночное, морской моллюск, также известный, как голотурия. С помощью нанотехнологий, ученым удалось исследовать морской огурец, что позволило разработать новый биополимер.
 
Этот новый материал размягчается при контакте с растворяющей жидкостью на основе воды и при её испарении затвердевает. Ведущий исследователь и профессор кафедры макромолекулярных исследований Кристофер Уэдер предполагает, что материал может быть использован для создания электродов для считывания биотоков мозга при минимальной опасности для мозгового вещества.

Одной из трудностей при создании нейроимплантов для парализованных людей является то, что электроды изготавливаются из металла и повреждают тонкие нервные ткани. В течение нескольких месяцев мозговое вещество образует под электродом нечто вроде шрама, что приводит к снижению уровня передачи. Именно для решения этой задачи профессор Уэдер и его коллеги занимались поисками биовещества, могущего размягчаться и затвердевать. На идею открытого ими полимера их натолкнул морской огурец. При передвижении по морскому дну голотурия может как бы протекать через небольшие трещины и неровности, но в случае опасности её поверхность затвердевает, защищая огурец от хищников прочным панцирем. Исследователи выяснили, что кожный покров голотурии состоит из ультратонкого слоя клеточного волокна особой структуры, нечто вроде усиков. В защитном состоянии клетки выпускают молекулы, заставляющие усики соединиться вместе, в состоянии же покоя другие клетки производят белок, расслабляющий ткань и делающий кожный покров мягким.

Ученые, используя нанотехнологии,  изолировали клеточную ткань морских организмов, сходных с морским огурцом и соединили ее со структурой резинового полимера. Ткани образовали устойчивую структуру, наносеть, узловые точки которой делают структуру жесткой. По словам профессора Уэдера, это происходит вследствие большого количества веществ гидроксильной группы на поверхности волокон. Для разрыва этой связи достаточно обработать биополимер раствором на водяной основе. Вода растворяет связки, делая вещество пластичным, а после испарения воды из материала он вновь затвердевает.

nanodigest.ru