DNA-liknande konstgjorda fibrer är 36 gånger starkare än mänskliga muskler

DNA är ett av de mest imponerande exemplen på tryckkraft i naturen. Det är detta som gör att du kan vrida trådarna till en längd

ca 2 meter och placera dem i ettmänsklig cell. För att göra detta använder DNA processen med supercoiling. Låt oss komma ihåg att supercoiling är fenomenet med vridning av topologiskt slutna DNA-kedjor, som ett resultat av vilket själva axeln för DNA-dubbelhelixen vrider sig till en helix av högre ordning. "Topologiskt slutna" syftar på molekyler vars ändar är svåra att rotera fritt (cirkulära DNA-molekyler eller linjära molekyler vars ändar är fixerade av proteinstrukturer) Förutom DNA kan en liknande effekt observeras i allt från en trasslig trädgårdsslang till hörlurar ledningar.

Som en del av en ny studie, UOW forskarereproducerade detta fenomen när man skapade konstgjorda muskler. Biologer gjorde dem av polyesterkompositfibrer belagda med en hydrogel som sväller när den är våt. De tvinnades in i en DNA-spiral och nedsänktes sedan i vatten för att svälla.

Detta leder vanligtvis till att fibrerna rivs upp.Men forskare har funnit att om du klämmer fast deras ändar, så genomgår de supercoiling. Som ett resultat genererar trådarna en relativt stor mängd mekanisk kraft.

I experimentet superlindade fibrerreduceras till 10% av sin ursprungliga längd, vilket genererar motsvarande 1 Joule energi per gram. Det mekaniska arbetet som en muskel från sådana trådar kan utföra är 36 gånger högre än för en jämförbar mänsklig skelettmuskel.

Men så länge proverna rör sig ganskalångsamt på grund av hydrogelns verkningsmekanism. Men forskare hävdar att processen kan påskyndas genom att ändra material eller produktionsmetoder för konstgjorda muskler och lämna fibrerna superlindade.

Läs mer

Elon Musk: de första turisterna till Mars kommer att dö

Den första exakta världskartan skapades. Vad är fel med alla andra?

En död stjärna har upptäckts roterande på sin axel på en sekund