เส้นใยประดิษฐ์คล้าย DNA แข็งแรงกว่ากล้ามเนื้อมนุษย์ 36 เท่า

DNA เป็นหนึ่งในตัวอย่างที่น่าประทับใจที่สุดของแรงอัดในธรรมชาติ นี่คือสิ่งที่ช่วยให้คุณบิดเกลียวให้ยาวได้

ประมาณ 2 เมตร แล้ววางเป็นอันเดียวเซลล์ของมนุษย์ ในการทำเช่นนี้ DNA จะใช้กระบวนการซูเปอร์คอยล์ ขอให้เราระลึกว่าซูเปอร์คอยล์เป็นปรากฏการณ์ของการบิดของสายโซ่ DNA ที่ปิดด้วยโทโพโลยี ซึ่งเป็นผลมาจากการที่แกนของเกลียวคู่ของ DNA บิดตัวเป็นเกลียวที่มีลำดับสูงกว่า “ทอพอโลยีแบบปิด” หมายถึงโมเลกุลที่ปลายหมุนได้อย่างอิสระยาก (โมเลกุล DNA แบบวงกลมหรือโมเลกุลเชิงเส้นที่ปลายถูกตรึงด้วยโครงสร้างโปรตีน) นอกจาก DNA แล้ว ยังพบผลลัพธ์ที่คล้ายกันในทุกสิ่งตั้งแต่สายสวนที่พันกันไปจนถึงหูฟัง สายไฟ

ในการศึกษาใหม่นักวิทยาศาสตร์ของ UOWทำซ้ำปรากฏการณ์นี้เมื่อสร้างกล้ามเนื้อเทียม นักชีววิทยาทำจากเส้นใยโพลีเอสเตอร์คอมโพสิตเคลือบด้วยไฮโดรเจลที่พองตัวเมื่อเปียก พวกมันถูกบิดเป็นเกลียวดีเอ็นเอแล้วจมอยู่ในน้ำเพื่อให้พองตัว

ซึ่งมักจะนำไปสู่การคลี่คลายของเส้นใยอย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์พบว่าหากคุณหนีบปลายมันแสดงว่าพวกมันต้องผ่านการกลั่นมาก เป็นผลให้เธรดสร้างแรงเชิงกลค่อนข้างมาก

ในการทดลองเส้นใย supercoiledลดลงเหลือ 10% ของความยาวเดิมสร้างพลังงานเทียบเท่า 1 จูลต่อกรัม งานเชิงกลที่กล้ามเนื้อจากเส้นใยดังกล่าวสามารถทำได้สูงกว่ากล้ามเนื้อโครงร่างของมนุษย์ถึง 36 เท่า

อย่างไรก็ตามตราบใดที่ตัวอย่างมีการเคลื่อนไหวค่อนข้างมากช้าเนื่องจากกลไกการออกฤทธิ์ของไฮโดรเจล อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์อ้างว่ากระบวนการนี้สามารถเร่งได้โดยการเปลี่ยนวัสดุหรือวิธีการผลิตของกล้ามเนื้อเทียมโดยปล่อยให้เส้นใยซุปเปอร์คอยล์เย็น

อ่านเพิ่มเติม

Elon Musk: นักท่องเที่ยวกลุ่มแรกที่ไปยังดาวอังคารจะเสียชีวิต

แผนที่แรกที่แม่นยำของโลกถูกสร้างขึ้น คนอื่นผิดอะไร

มีการค้นพบดาวที่ตายแล้วหมุนอยู่บนแกนของมันในไม่กี่วินาที