Η αυτοσυναρμολόγηση των μορίων είναι ευρέως διαδεδομένη στη φύση, χρησιμεύοντας ως τρόπος σχηματισμού οργανωμένων δομών σε
Τις τελευταίες δύο δεκαετίες, επιστήμονες και μηχανικοίακολουθήστε το παράδειγμα της φύσης δημιουργώντας μόρια που συγκεντρώνονται μόνα τους, για παράδειγμα στο νερό. Στόχος είναι η δημιουργία νανοδομών, πρωτίστως στον βιοϊατρικό τομέα.
Μια ομάδα επιστημόνων από τη ΜασαχουσέτηΤο Ινστιτούτο Τεχνολογίας (MIT) έχει αναπτύξει μια νέα κατηγορία μικρών μορίων που συναρμολογούνται αυθόρμητα σε νανοκορδέλες με άνευ προηγουμένου αντοχή ενώ διατηρούν τη δομή τους έξω από το νερό.
Συνήθως οι δομές αυτοσυναρμολόγησης διαμορφώνονται απόένα δείγμα της κυτταρικής μεμβράνης. Το εξωτερικό μέρος τους είναι υδρόφιλο, ενώ το εσωτερικό μέρος είναι υδρόφοβο. Η διαμόρφωση βασίζεται σε ριζικά διαφορετικές διαδικασίες και παρέχει την κινητήρια δύναμη για αυτοσυναρμολόγηση. Ωστόσο, έξω από το νερό, μια τέτοια δομή διαλύεται.
Νέος σχεδιασμός μορίου που δημιουργήθηκε στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της ΜασαχουσέτηςΙνστιτούτο Τεχνολογίας, αποτελείται από τρία κύρια συστατικά: ένα εξωτερικό υδρόφιλο τμήμα που «λατρεύει» να αλληλεπιδρά με το νερό, αραμίδια στη μέση για δέσμευση και ένα εσωτερικό υδρόφοβο τμήμα με την «αποστροφή» του στο νερό. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, είναι εμπνευσμένο από τη δομή του Kevlar. Τα αραμίδια στη δομή παρέχουν χημική σταθερότητα και αντοχή.
Οι ερευνητές εξέτασαν δεκάδες μόριαπληρούν αυτά τα κριτήρια πριν βρουν ένα σχέδιο που οδήγησε στη δημιουργία μακριών κορδελλών με πάχη στην κλίμακα νανομέτρων. Στη συνέχεια, οι συγγραφείς μέτρησαν τη δύναμη και την ακαμψία τους για να κατανοήσουν την επίδραση της ενσωμάτωσης αλληλεπιδράσεων Kevlar μεταξύ των μορίων. Διαπίστωσαν ότι αυτές οι νανοΐνες ήταν απροσδόκητα ισχυρές - ακόμη και ισχυρότερες από τον χάλυβα.
Αυτή η ανακάλυψη έκανε τους συγγραφείς να αναρωτηθούν αν ήταν δυνατόεάν πρέπει να συνδεθούν νανοκορδέλες μεταξύ τους για να ληφθούν σταθερά μακροσκοπικά υλικά. Οι ισιωμένες ίνες τραβήχτηκαν σε μακριές κλωστές που μπορούσαν να στεγνώσουν και να υποστούν επεξεργασία. Αποδείχθηκε ότι μπορούν να υποστηρίξουν βάρος 200 φορές μεγαλύτερο από το δικό τους.
Διαβάστε περισσότερα
Άμβλωση και επιστήμη: τι θα συμβεί στα παιδιά που θα γεννήσουν
Οι ραντάρ βρήκαν το τελευταίο φρούριο Tlingit στην Αλάσκα. Τον ψάχνουν για πάνω από 100 χρόνια
Το ένα τρίτο αυτών που έχουν αναρρώσει από το COVID-19 επιστρέφουν στο νοσοκομείο. Κάθε όγδοο - πεθαίνει
Το Aramid είναι μια μακρά αλυσίδα συνθετικώνπολυαμίδιο, στο οποίο τουλάχιστον το 85% των αμιδικών δεσμών συνδέονται απευθείας σε δύο αρωματικούς δακτυλίους. Οι ιδιότητες των ινών αραμιδίου καθορίζονται τόσο από χημική όσο και από φυσική μικροδομή.
Το Kevlar είναι μια ίνα παρα-αραμιδίου που κατασκευάζεται από τηναπό την DuPont. Το Kevlar είναι πολύ ανθεκτικό. Για πρώτη φορά, ο Kevlar αποκτήθηκε από την ομάδα της Stephanie Kwolek, ενός Αμερικανού χημικού και υπαλλήλου της DuPont, το 1964, η τεχνολογία παραγωγής αναπτύχθηκε το 1965 και η βιομηχανική παραγωγή άρχισε στις αρχές της δεκαετίας του 1970.