Självsammansättning av molekyler är utbredd i naturen och fungerar som ett sätt att bilda organiserade strukturer i
Under de senaste decennierna har forskare och ingenjörerfölja naturens ledning genom att skapa molekyler som samlas på egen hand, till exempel i vatten. Målet är att skapa nanostrukturer, främst inom det biomedicinska området.
Ett team av forskare från MassachusettsInstitute of Technology (MIT) har utvecklat en ny klass av små molekyler som spontant sätts samman till nanoband med oöverträffad styrka samtidigt som de behåller sin struktur utanför vattnet.
Vanligtvis modelleras självmonterade strukturer avett prov av cellmembranet. Deras yttre del är hydrofil, medan den inre delen är hydrofob. Konfigurationen baseras på radikalt olika processer och ger drivkraften för självmontering. Men utanför vattnet sönderfaller en sådan struktur.
Ny design av en molekyl skapad vid Massachusetts Institute of TechnologyInstitute of Technology, består av tre huvudkomponenter: en extern hydrofil del som "älskar" att interagera med vatten, aramider i mitten för bindning och en inre hydrofob del med sin "aversion" mot vatten. Enligt forskare är den inspirerad av Kevlars struktur. Aramider i strukturen ger dess kemiska stabilitet och styrka.
Forskarna testade dussintals molekyleruppfylla dessa kriterier innan man hittade en design som ledde till skapandet av långa band med tjocklekar på nanometerskalan. Författarna mätte sedan sin styrka och styvhet för att förstå effekten av att införliva Kevlar-interaktioner mellan molekylerna. De fann att dessa nanofibrer var oväntat starka - till och med starkare än stål.
Denna upptäckt fick författarna att undra om det var möjligtom man ska binda ihop nanoband för att få stabila makroskopiska material. De uträtade fibrerna drogs till långa trådar som kunde torkas och bearbetas. Det visade sig att de klarar av en vikt som är 200 gånger större än deras egen.
Läs mer
Abort och vetenskap: vad kommer att hända med barnen som kommer att föda
Radarer har hittat det sista Tlingit-fortet i Alaska. De har letat efter honom i över 100 år
En tredjedel av dem som har återhämtat sig från COVID-19 återvänder till sjukhuset. Var åttonde - dör
Aramid är en lång syntetisk kedjapolyamid, i vilken minst 85% av amidbindningarna är fästa direkt på två aromatiska ringar. Egenskaperna hos aramidfibrer bestäms av både kemisk och fysisk mikrostruktur.
Kevlar är en para-aramidfiber tillverkad avav DuPont. Kevlar är mycket hållbart. För första gången erhölls Kevlar av gruppen Stephanie Kwolek, en amerikansk kemist och anställd i DuPont, 1964, produktionstekniken utvecklades 1965 och industriproduktionen började i början av 1970-talet.