הרכבה עצמית של מולקולות נפוצה בטבע, ומשמשת כדרך ליצור מבנים מאורגנים ב
במהלך העשורים האחרונים, מדענים ומהנדסיםללכת בעקבות הטבע על ידי יצירת מולקולות שמתגבשות מעצמן, למשל במים. המטרה היא ליצור ננו-מבנים, בעיקר בתחום הביו-רפואי.
צוות של מדענים ממסצ'וסטסהמכון הטכנולוגי (MIT) פיתח מחלקה חדשה של מולקולות קטנות שמתכנסות באופן ספונטני לננו-סרטים בעלי חוזק חסר תקדים תוך שמירה על המבנה שלהן מחוץ למים.
בדרך כלל מבנים להרכבה עצמית מעוצבים על ידידגימה של קרום התא. החלק החיצוני שלהם הידרופילי, ואילו החלק הפנימי הידרופובי. התצורה מבוססת על תהליכים שונים בתכלית ומספקת את הכוח המניע להרכבה עצמית. עם זאת, מחוץ למים, מבנה כזה מתפרק.
עיצוב חדש של מולקולה שנוצרה במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטסהמכון הטכנולוגי, מורכב משלושה מרכיבים עיקריים: חלק הידרופילי חיצוני ש"אוהב" ליצור אינטראקציה עם מים, ארמידים באמצע לקשירה וחלק הידרופובי פנימי עם "רתיעתו" ממים. לדברי מדענים, הוא שואב השראה מהמבנה של קוולר. עראמידים במבנה מספקים את היציבות והחוזק הכימית שלו.
החוקרים בדקו עשרות מולקולותעמידה בקריטריונים אלה לפני מציאת עיצוב שהוביל ליצירת סרטים ארוכים בעוביים בקנה מידה ננומטרי. לאחר מכן מדדו המחברים את החוזק והנוקשות שלהם כדי להבין את ההשפעה של שילוב אינטראקציות Kevlar בין המולקולות. הם גילו שהננו-סיביים האלה היו חזקים באופן בלתי צפוי - אפילו חזקים יותר מפלדה.
גילוי זה גרם למחברים לתהות אם זה אפשריהאם לחבר ננו-סרטים זה לזה כדי לקבל חומרים מקרוסקופיים יציבים. הסיבים המיושרים נמשכו לחוטים ארוכים שניתן לייבש ולעבד. התברר שהם מסוגלים להחזיק משקל גדול פי 200 משלהם.
קרא עוד
הפלה ומדע: מה יקרה לילדים שילדו
מכ"מים מצאו את המבצר האחרון של טלינגיט באלסקה. הם חיפשו אותו למעלה ממאה שנה
שליש מאלו שהחלימו מ- COVID-19 חוזרים לבית החולים. כל שמינית - מתה
ארמיד היא שרשרת ארוכה של סינטטיפוליאמיד, בו לפחות 85% מקשרי האמיד מחוברים ישירות לשתי טבעות ארומטיות. המאפיינים של סיבי ארמיד נקבעים על ידי מיקרו-מבנה כימי ופיזי כאחד.
Kevlar הוא סיב פארא-ארמיד המיוצר על ידימאת דופונט. Kevlar הוא עמיד מאוד. לראשונה, קבלר הושג על ידי קבוצה של סטפני קווולק, כימיקאית אמריקאית ועובדת חברת דופונט, בשנת 1964, טכנולוגיית הייצור פותחה בשנת 1965, והייצור התעשייתי החל בראשית שנות השבעים.