Sztuczne włókna podobne do DNA są 36 razy silniejsze niż ludzkie mięśnie

DNA jest jednym z najbardziej imponujących przykładów siły ściskającej w przyrodzie. To pozwala skręcić nici na długość

około 2 metrów i umieść je w jednymkomórka ludzka. Aby to zrobić, DNA wykorzystuje proces superskręcenia. Przypomnijmy, że superskręcenie to zjawisko skręcania topologicznie zamkniętych łańcuchów DNA, w wyniku którego oś samej podwójnej helisy DNA skręca się w helisę wyższego rzędu. „Topologicznie zamknięte” odnosi się do cząsteczek, których końce są trudne do swobodnego obracania się (okrągłe cząsteczki DNA lub cząsteczki liniowe, których końce są umocowane strukturami białkowymi). Oprócz DNA podobny efekt można zaobserwować we wszystkim, od splątanego węża ogrodowego po słuchawki przewody.

W nowym badaniu naukowcy z UOWodtworzył to zjawisko podczas tworzenia sztucznych mięśni. Biolodzy zrobili je z kompozytowych włókien poliestrowych pokrytych hydrożelem, który pęcznieje po zamoczeniu. Zostały skręcone w helisę DNA, a następnie zanurzone w wodzie, aby puchły.

Zwykle prowadzi to do rozplątania włókien.Jednak naukowcy odkryli, że jeśli zaciśniesz ich końce, ulegną superskręceniu. W rezultacie gwinty generują stosunkowo dużą siłę mechaniczną.

W eksperymencie włókna superskręconezredukowane do 10% ich pierwotnej długości, generując równowartość 1 dżula energii na gram. Praca mechaniczna, jaką może wykonać mięsień z takich włókien, jest 36 razy większa niż w przypadku porównywalnego mięśnia szkieletowego człowieka.

Jednak dopóki próbki poruszają się całkiempowoli dzięki mechanizmowi działania hydrożelu. Jednak naukowcy twierdzą, że proces ten można przyspieszyć, zmieniając materiały lub metody produkcji sztucznych mięśni, pozostawiając włókna superskręcone.

Czytaj więcej

Elon Musk: pierwsi turyści na Marsa zginą

Powstała pierwsza dokładna mapa świata. Co jest nie tak ze wszystkimi innymi?

W ciągu sekundy odkryto martwą gwiazdę obracającą się wokół własnej osi