Самоскладання молекул широко поширена в природі, служачи способом формування організованих структур
Останні кілька десятиліть вчені та інженеринаслідують приклад природи, створюючи молекули, які збираються самостійно, наприклад, у воді. Мета — створення наноструктур насамперед у біомедичній сфері.
Команда вчених з Массачусетськоготехнологічного інституту (MIT) розробила новий клас малих молекул, які спонтанно збираються в нанострічки з безпрецедентною міцністю, зберігаючи свою структуру поза водою.
Зазвичай самозбірні структури моделюються позразком клітинної мембрани. Їх зовнішня частина відрізняється гідрофільними властивостями, а внутрішня - гідрофобними. Конфігурація, заснована на радикально різних процесах, і забезпечує рушійну силу для самозборки. Однак поза водою така конструкція розпадається.
Новий дизайн молекули, створеної в Массачусетськомутехнологічному інституті, складається з трьох основних компонентів: зовнішньої гідрофільної частини, яка «любить» взаємодіяти з водою, арамідів всередині для зв'язування і внутрішньої гідрофобної частини з її «огидою» до води. За словами вчених, він натхненний будовою кевлару. Араміди в структурі забезпечують його хімічну стабільність і міцність.
Дослідники протестували десятки молекул,відповідають цим критеріям, перш ніж знайшли конструкцію, яка призвела до створення довгих стрічок із товщиною в нанометровому масштабі. Потім автори виміряли їхню міцність і жорсткість, щоб зрозуміти вплив включення кевларової взаємодії між молекулами. Вони виявили, що такі нановолокна виявилися несподівано міцними — міцнішими навіть стали.
Це відкриття змусило авторів замислитись, чи можначи зв'язати нанострічки у зв'язку для отримання стабільних макроскопічних матеріалів. Вирівняні волокна стягувалися у довгі нитки, які можна було сушити та обробляти. Виявилося, вони здатні утримувати вагу в 200 разів, що перевищує їхню власну.
Читати далі
Аборти і наука: що буде з дітьми, яких народять
Радари виявили останній форт тлінкітов на Алясці. Його шукали понад 100 років
Третина перехворіли COVID-19 повертаються в лікарню. Кожен восьмий - вмирає
Арамід - довгий ланцюжок синтетичногополіаміду, в якій, щонайменше, 85% амідних зв'язків прикріплені безпосередньо до двох ароматичних кілець. Властивості арамідних волокон визначаються одночасно і хімічної, і фізичної микроструктурой.
Кевлар - пара-арамидное волокно, яке випускаєтьсяфірмою DuPont. Кевлар має високу міцність. Вперше кевлар був отриманий групою Стефані Кволек - американського хіміка і співробітниці фірми DuPont в 1964 році, технологія виробництва розроблена в 1965 році, з початку 1970-х років розпочато промислове виробництво.