مادة مقاومة للماء مصنوعة من الحرير

مادة مقاومة للماء مصنوعة من الحرير
مادة مقاومة للماء مصنوعة من الحرير - alberto clemares expósito / iStock

وفقًا لبيان صحفي نشرته جامعة تافتس يوم الجمعة ، اكتشف العلماء طريقة لإنشاء مواد قائمة على الحرير لا تلتصق بالماء ولها خصائص غير لاصقة تفوق الأسطح غير اللاصقة اليوم. يتعلق الأمر بكسر الألياف في أبسط مستوى إلى ألياف حريرية ، وهو البروتين الذي تُصنع منه.

وفقًا لكريشنا كومار ، أستاذ الكيمياء في روبنسون في جامعة تافتس ، "ما يجعل الحرير مادة فريدة من نوعها ليس فقط أنه يمكن أن يتخذ مجموعة متنوعة من الأشكال والتكوينات ، ولكن يمكنه بسهولة تغيير خصائصه عن طريق التلاعب الكيميائي فيبروين الحرير. "

وقال: "إذا أردنا إنتاج براغي تقويم العظام المصنوعة من الحرير الليفي التي يمتصها الجسم بمعدلات مختلفة ، فإننا نعدل الكيمياء". "نقوم بتغيير الكيمياء لتطوير جهاز استشعار للدم يمكنه تحديد الأكسجين أو الجلوكوز أو مكونات الدم الأخرى. في هذه الدراسة ، قمنا بتعديل الحرير فيبروين لجعله مقاومًا للماء وتمكنا من "ضبط" مقاومة الماء للمادة.

سمحت السلاسل الكيميائية القصيرة ، والمعروفة باسم مركبات الكربون المشبعة بالفلور ، المطبقة على سطح ألياف الفيبروين الحريرية للباحثين بتحقيق هذا المستوى العالي من عدم الالتصاق. لا تتفاعل هذه السلاسل مع البروتينات أو الجزيئات البيولوجية الأخرى في الجسم أو تتفاعل مع المركبات الأخرى.

ثم قام العلماء بتقييم جودة المادة غير اللاصقة من خلال فحص كيفية تكوّن الماء على سطحه. اكتشفوا أن الماء تم رفضه على الحرير غير اللاصق المصنوع على شكل عصي بأعلى تركيز من مركبات الكربون المشبعة بالفلور وتم لفه ببساطة في شكل قطرات.

والأفضل من ذلك ، ليس الماء فقط قد انزلق من خلال الحرير غير اللاصق ، ولكن أي شيء يحتوي على الماء كمكون رئيسي.

أصبح من الممكن الآن استخدام بديل أكثر أمانًا للطلاءات التجارية غير اللاصقة التي تشكل خطر امتصاص المواد الكيميائية في الجسم باستخدام الأسطح غير اللاصقة القائمة على الحرير. يدعي الباحثون أن تقنيتهم ​​لها استخدامات محتملة غير محدودة.

وفقًا لديفيد كابلان ، أستاذ الهندسة في عائلة ستيرن في جامعة تافتس ، "يوسع نجاحنا في تعديل الحرير لصد الماء نجاحنا في تعديل الحرير كيميائيًا لوظائف أخرى مثل تغيير اللون ، أو إجراء شحن كهربائي ، أو الاستمرار أو التدهور في البيئة البيولوجية . "

نظرًا لكونه بروتينًا ، فإن الحرير مناسب تمامًا للكيمياء المعيارية ، والتي تسمح "بربط" مكونات وظيفية مختلفة بسقالة طبيعية. يمكن استخدام هذه المادة الجديدة في المعدات الطبية وكذلك الزجاج الأمامي للسيارات حيث تتسرب قطرات المطر بسهولة دون الحاجة إلى المساحات والطلاء المعدني الذي يساعد على منع الصدأ والأقمشة التي يسهل تنظيفها.

وفقًا لجوليا فاونتن ، طالبة دراسات عليا في مختبر كومار والمؤلفة المشاركة في الدراسة ، فإن "تعديل الأجهزة الطبية بطريقة تقلل من التفاعلات الضارة مع الماء والعوامل البيولوجية الأخرى لديه القدرة على الحفاظ على القوة والسلامة طالما أنها بحاجة."

الحرير بالفعل يعاني من ضعف المناعة نسبيًا ، لذا فإن زيادة قدرته على رفض الخلايا أو المواد الأخرى قد تزيد من فائدته.

ملخص الدراسة:
المادة الحيوية ذات التوافق الحيوي العالي والمناعة الأقل هي بروتين فيبروين الحريري. وقد وضعت هذه الخصائص هذه المادة في المقدمة من أجل استخدامها على نطاق واسع في الدعامات والقسطرة وضمادات الجروح. ومع ذلك ، فقد كان من الصعب زيادة استخدامه وفائدته عن طريق تغيير مقاومة الماء لبروتين الفيبروين الحريري.

لقد أظهرنا أن بروتين الفيبروين الحريري القابل للذوبان في الماء يمكن تحويله إلى بوليمر مسعور قابل للكسر بالمذيبات عن طريق إضافة سلاسل من الكربون المشبع بالفلور إلى سطحه. كان من الواضح أن محتوى الفلور في الحرير المعدل مرتبط بالكره للماء للفيلم. كان لبروتين الفيبروين الحريري الأكثر فخامة زوايا تلامس مع الماء أكبر من التفلون. نوضح أيضًا كيف يتم تقليل امتصاص الماء بشكل كبير ، وزيادة العمر الافتراضي والحفاظ على السلامة الميكانيكية في قضبان الحرير الجاهزة. توضح هذه النتائج مدى سهولة ربط المجموعات غير الأصلية بسطح الألياف الحريرية باستخدام كيمياء شديدة العدوانية وستسهل إجراء مزيد من البحث في الاستخدامات المحتملة لهذه المادة الحيوية التكيفية.

المصدر: هندسة شيقة

Günceleme: 26/09/2022 13:41

إعلانات مماثلة

كن أول من يعلق

Yorumunuz