Zelfassemblage van moleculen is wijdverbreid in de natuur en dient als een manier om georganiseerde structuren te vormen
De afgelopen decennia hebben wetenschappers en ingenieursvolg het voorbeeld van de natuur door moleculen te creëren die zichzelf verzamelen, bijvoorbeeld in water. Het doel is om nanostructuren te creëren, voornamelijk op biomedisch gebied.
Een team van wetenschappers uit MassachusettsInstitute of Technology (MIT) heeft een nieuwe klasse van kleine moleculen ontwikkeld die zich spontaan assembleren tot nanolinten met ongekende sterkte, terwijl ze hun structuur buiten water behouden.
Meestal worden zelfassemblagestructuren gemodelleerd dooreen monster van het celmembraan. Hun buitenste deel is hydrofiel, terwijl het binnenste deel hydrofoob is. De configuratie is gebaseerd op radicaal verschillende processen en vormt de drijvende kracht voor zelfassemblage. Buiten het water valt zo'n structuur echter uiteen.
Nieuw ontwerp van een molecuul gemaakt aan het Massachusetts Institute of TechnologyInstitute of Technology, bestaat uit drie hoofdcomponenten: een extern hydrofiel deel dat “graag” interageert met water, aramiden in het midden voor binding en een intern hydrofoob deel met zijn “afkeer” van water. Volgens wetenschappers is het geïnspireerd op de structuur van Kevlar. Aramiden in de structuur zorgen voor de chemische stabiliteit en sterkte ervan.
De onderzoekers testten tientallen moleculenaan deze criteria voldeden voordat ze een ontwerp vonden dat leidde tot de creatie van lange linten met diktes op nanometerschaal. De auteurs maten vervolgens hun sterkte en stijfheid om het effect van de integratie van Kevlar-interacties tussen de moleculen te begrijpen. Ze ontdekten dat deze nanovezels onverwacht sterk waren, zelfs sterker dan staal.
Deze ontdekking deed de auteurs zich afvragen of dit mogelijk wasof nanolinten aan elkaar moeten worden gebonden om stabiele macroscopische materialen te verkrijgen. De gestrekte vezels werden tot lange draden getrokken die konden worden gedroogd en verwerkt. Het bleek dat ze een gewicht kunnen dragen dat 200 keer groter is dan hun eigen gewicht.
Lees verder
Abortus en wetenschap: wat gebeurt er met de kinderen die zullen bevallen
Radars hebben het laatste Tlingit-fort in Alaska gevonden. Ze zoeken hem al meer dan 100 jaar
Een derde van degenen die hersteld zijn van COVID-19 keert terug naar het ziekenhuis. Elke achtste - sterft
Aramide is een lange ketting van kunststofpolyamide, waarin ten minste 85% van de amidebindingen direct aan twee aromatische ringen zijn bevestigd. De eigenschappen van aramidevezels worden bepaald door zowel chemische als fysische microstructuur.
Kevlar is een para-aramidevezel vervaardigd doordoor DuPont. Kevlar is zeer duurzaam. Voor de eerste keer werd Kevlar verkregen door de groep van Stephanie Kwolek, een Amerikaanse chemicus en medewerker van DuPont, in 1964, de productietechnologie werd ontwikkeld in 1965 en de industriële productie begon in de vroege jaren 70.