إن التجميع الذاتي للجزيئات منتشر على نطاق واسع في الطبيعة، وهو بمثابة وسيلة لتشكيل هياكل منظمة في
على مدى العقدين الماضيين، العلماء والمهندسيناتبع خطى الطبيعة من خلال إنشاء جزيئات تتجمع من تلقاء نفسها، على سبيل المثال في الماء. الهدف هو إنشاء هياكل نانوية، في المقام الأول في مجال الطب الحيوي.
فريق من العلماء من ولاية ماساتشوستسقام معهد التكنولوجيا (MIT) بتطوير فئة جديدة من الجزيئات الصغيرة التي تتجمع تلقائيًا في شرائط نانوية بقوة غير مسبوقة مع الحفاظ على بنيتها خارج الماء.
عادة ما يتم تصميم هياكل التجميع الذاتي بواسطةعينة من غشاء الخلية. الجزء الخارجي منها محب للماء ، بينما الجزء الداخلي كاره للماء. يعتمد التكوين على عمليات مختلفة جذريًا ويوفر القوة الدافعة للتجميع الذاتي. ومع ذلك ، خارج الماء ، مثل هذا الهيكل يتفكك.
تصميم جديد لجزيء تم إنشاؤه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيايتكون معهد التكنولوجيا من ثلاثة مكونات رئيسية: جزء خارجي محب للماء "يحب" التفاعل مع الماء، والأراميدات في المنتصف للارتباط، وجزء داخلي كاره للماء مع "نفوره" من الماء. وفقا للعلماء، فهو مستوحى من هيكل الكيفلار. الأراميدات في الهيكل توفر استقرارها الكيميائي وقوتها.
اختبر الباحثون العشرات من الجزيئاتاستيفاء هذه المعايير قبل العثور على تصميم أدى إلى إنشاء شرائط طويلة بسماكة على مقياس النانومتر. ثم قام الباحثون بقياس قوتها وصلابتها لفهم تأثير دمج تفاعلات الكيفلار بين الجزيئات. ووجدوا أن هذه الألياف النانوية كانت قوية بشكل غير متوقع، بل إنها أقوى من الفولاذ.
هذا الاكتشاف جعل المؤلفين يتساءلون عما إذا كان ذلك ممكنًاما إذا كان سيتم ربط الأشرطة النانوية معًا للحصول على مواد عيانية مستقرة. تم سحب الألياف المستقيمة إلى خيوط طويلة يمكن تجفيفها ومعالجتها. اتضح أنهم قادرون على تحمل وزن أكبر 200 مرة من وزنهم.
قراءة المزيد
الإجهاض والعلم: ماذا سيحدث للأطفال الذين سينجبون
عثرت الرادارات على آخر حصن تلينجيت في ألاسكا. لقد كانوا يبحثون عنه منذ أكثر من 100 عام
يعود ثلث الذين تعافوا من مرض كوفيد -19 إلى المستشفى. كل ثمانية - يموت
الأراميد عبارة عن سلسلة طويلة من التركيباتمادة البولي أميد ، حيث يتم ربط 85٪ على الأقل من روابط الأميد مباشرة بحلقتين عطريتين. يتم تحديد خصائص ألياف الأراميد بواسطة البنية المجهرية الكيميائية والفيزيائية.
كيفلر هي ألياف شبه أراميد يتم تصنيعها بواسطةبواسطة DuPont. كيفلر متين للغاية. لأول مرة ، تم الحصول على الكيفلار من قبل مجموعة ستيفاني كولك ، الكيميائي الأمريكي والموظفة في دوبونت ، في عام 1964 ، تم تطوير تكنولوجيا الإنتاج في عام 1965 ، وبدأ الإنتاج الصناعي في أوائل السبعينيات.