«Вопрос, что мы имели, пребывал в том, имели возможность ли бы мы сделать эластичным и медицинские устройства самозаживления, дабы трудиться над протонами методом биологические совокупности», сообщил Мелик Демирел, вправду Проберитесь в преподавателя и профессора развития технических наук и механики. «Природа знает, как передать протоны, к примеру в зарядке биологической энергии, известной как ATP (аденозиновый трифосфат)».На данный момент протонная передача – обязательный атрибут топливных элементов, но эти клетки применяют мембраны передачи иона, такие как Nafion, произведенный от полимеров, каковые не биологически совместимы.
У будущего видения должны быть вживляемые медицинские устройства, каковые имели возможность трудиться без батарей, применяя протонную проводимость, но сделать это, протонные проводники должны быть биологически совместимыми.Полимеры, произведенные от белков, вдохновленных кольцевыми зубами кальмара, не только биологически совместимы, они – кроме этого самозаживление, эластичное и поддающееся растягиванию. Потому, что они биосинтетическим образом произведены, выбрав последовательности ДНК, изготовление этих белков возможно запрограммировано, дабы иметь гибкость и переменную проводимость. До тех пор пока материал содержит 60 процентов – обычный в теле – либо больше воды, протонная проводимость может случиться.
К сожалению, основанные на белке протонные проводники не так влиятельны либо действенны как проводники полимера, так, исследователи искали метод оптимизировать протонную проводимость материала. Они информируют о итогах собственной работы онлайн в Химии Материалов.Белки кольцевых зубов кальмара, составленные из аминокислот, содержат большое количество тандемных повторений в собственной молекулярной косметике. Тандемные повторения – в большинстве случаев маленькая серия молекул, каковые устроены, дабы повторить себя любое количество раз.
Исследователи создали вдохновленные кальмаром белки с 4, 7, 11 и 25 повторений. Они тогда создали фильмы из этих материалов.Исследователи нашли, что повышение числа тандемных повторений увеличило протонную проводимость белков.
Они попытались разные комбинации аминокислот и нашли, что, заменяя последовательности гистидина аланином – вторая аминокислота – в белке уменьшила протонную проводимость, которая растолковала, из-за чего шелк – подобный тандемный белок повторения – не есть хорошим протонным проводником.Рассмотрение синтетических кольцевых зубов кальмара вдохновило белки, исследователи осознали, что они в большинстве случаев складываются из аморфного и прозрачного раздела . Они нашли, что протяжение полимера увеличило проводимость в направлении протяжения, но не в перпендикулярном направлении, и что протяжение перестроило прозрачные сегменты, дабы совершить лучше.Биологические протонные проводники вправду существуют в природе, включая шелк, кератин, коллаген, меланин и бычий сывороточный альбумин; но, синтетические кольцевые зубы кальмара вдохновили материал, проводимый намного лучше, чем любой из естественных белков.
«Отечественная цель пребывает в том, чтобы выяснить правила дизайна биологических протонных проводников так, дабы мы имели возможность создать синтетический белок, что так же оптимален как небиологически совместимый протонный проводник», сообщил Демирел. «После этого мы можем сделать самозаживление, эластичный кардиостимулятор от этого типа устройства? Мы можем сделать протонизирующие биоэлектронные устройства?»