Исследователи из Байройта разработали синтетические волокна, самозащищающиеся пучкованием
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Исследователи из Байройтского университета совместно с коллегами из Свободного университета Берлина и Дрезденского института полимерных исследований имени Лейбница создали синтетические волокна, которые защищают себя, объединяясь в пучки, по аналогии с клеточным цитоскелетом. Система, описанная в Advanced Materials, полностью обратима и реагирует на температуру, концентрацию соли или состав растворителя.
Иерархия, вдохновлённая цитоскелетом
Живые клетки поддерживают ультраструктуры за счёт слабых взаимодействий и иерархической организации: белки образуют нити, которые затем пучкуются с помощью сшивающих белков. Команда из Байройтского университета под руководством доктора Алекса Плажера использовала этот принцип для синтетических полимеров, соединив цинкосодержащие планарные молекулы с термочувствительными полимерами. В разбавленном водном растворе эти строительные блоки самопроизвольно собираются в нановолокна, причём молекулы воды входят в их структуру, а не просто выступают растворителем.
Обратимое пучкование
При повышении температуры выше 32°C нановолокна объединяются в микроразмерные пучки; аналогичный эффект вызывают изменения концентрации соли или состава растворителя. Процесс полностью обратим: снижение температуры или корректировка параметров раствора приводят к распаду пучков на отдельные волокна. Такая организация защищает хрупкие структуры — без неё нановолокна быстро разрушаются при разбавлении, в кислой среде или под химическим воздействием.
Избирательная защита волокон
Исследователи продемонстрировали избирательную устойчивость: в смеси пучкованных и незащищённых волокон после химической атаки выживают только формирующие пучки. «Такое поведение напоминает селективную компартментализацию в клетках, где образуются обособленные области или органеллы», — пояснил Мерлин Штюлер, первый автор работы и докторант в группе Плажера. Результаты опубликованы в журнале Advanced Materials.
1 источник
Время · отставание