DNA-achtige kunstmatige vezels zijn 36 keer sterker dan menselijke spieren

ДНК — один из самых впечатляющих примеров силы сжатия в природе. Именно она позволяет скрутить нити длиной

около 2 метров и поместить их в одну человеческую клетку. Для этого ДНК использует процесс суперспирализации. Напомним, сверхспирализация — явление перекручивания топологически замкнутых цепей ДНК, в результате которого ось двойной спирали ДНК сама закручивается в спираль более высокого порядка. Под «топологически замкнутыми» понимают молекулы, свободное вращение концов которых затруднено (кольцевые молекулы ДНК либо линейные молекулы, концы которых зафиксированы белковыми структурами). Помимо ДНК, похожий эффект можно можно наблюдать во всем — от спутанного садового шланга до проводов наушников.

In een nieuwe studie, UOW-wetenschappersreproduceerde dit fenomeen bij het creëren van kunstmatige spieren. Biologen hebben ze gemaakt van samengestelde polyestervezels die zijn bedekt met een hydrogel die opzwelt als ze nat zijn. Ze werden in een DNA-helix gedraaid en vervolgens ondergedompeld in water om op te zwellen.

Dit leidt meestal tot ontrafeling van de vezels.Wetenschappers hebben echter ontdekt dat als je hun uiteinden vastklemt, ze supercoiling ondergaan. Hierdoor genereren de schroefdraden relatief veel mechanische kracht.

In het experiment, supercoiled vezelsteruggebracht tot 10% van hun oorspronkelijke lengte, wat het equivalent van 1 joule energie per gram oplevert. Het mechanische werk dat een spier uit dergelijke filamenten kan uitvoeren, is 36 keer hoger dan dat van een vergelijkbare menselijke skeletspier.

Zolang de monsters echter behoorlijk bewegenlangzaam vanwege het werkingsmechanisme van de hydrogel. Wetenschappers beweren echter dat het proces kan worden versneld door de materialen of productiemethoden van kunstmatige spieren te veranderen, waardoor de vezels super opgerold achterblijven.

Lees verder

Elon Musk: de eerste toeristen naar Mars zullen sterven

De eerste nauwkeurige kaart van de wereld is gemaakt. Wat is er mis met de rest?

Er is een dode ster ontdekt die binnen een seconde om zijn as draait