Мидии помогли создать лучший водонепроницаемый клей

Клей, разработанный на основе белков мидий, сохраняет липкость даже под водой

Клей, разработанный на основе белков мидий, сохраняет липкость даже под водой
(иллюстрация Yan Liang/MIT).

Цепкие моллюски — большая неприятность для моряков. Однако мидии и их родственники могут и приносить пользу, вдохновляя учёных на создание нового поколения суперлипких материалов. Инженеры из Массачусетского технологического института создали водонепроницаемый клей на основе белков, которые позволяют этим существам крепиться к поверхности. В один прекрасный день такого рода инновация может быть использована в судоремонтной промышленности или в медицине (например, как хирургический клей).

"Многие подводные организмы должны уметь крепко цепляться за поверхность, поэтому в их организме и вырабатываются различные типы клеев, которые мы можем позаимствовать", – говорит ведущий автор исследования Тимоти Лю (Timothy Lu), доцент биоинженерии, электротехники и компьютерных наук.

Как известно, в организме черноморских мидий содержатся белки, отвечающие за клейкие свойства выделяемых ими веществ. Исследователи смогли сымитировать их с помощью генетически изменённой бактерии кишечной палочки, правда, Лю утверждает, что получившийся состав по сложности уступает естественному белку.

В ходе новой исследовательской работы модифицированные бактерии были использованы для создания двух типов белков. Их впоследствии смешали с изогнутыми волокнами (также бактериальными белками, которые затем собираются в обширные сети). Дело в том, что истинное вещество, содержащееся в организмах мидий, биссус, представляет собой тончайшие нити, которые застывают при контакте с водой. Команда очистила белки от бактерий, инкубировала их в волокна, в результате чего получилась плотная сетка материала, способного крепиться к сухой и влажной поверхности.

Протестировав материал в лаборатории и изучив с помощью компьютерного моделирования, учёные обнаружили, что он крепится к предметам, изготовленных из диоксида кремния, золота и полистирола. При этом вещество получилось абсолютно водонепроницаемым. Утверждается, что гибридный материал даже более сильный, чем естественный клей мидий, и самый сильный из инженерных материалов на сегодняшний день. Было также отмечено, что клей получился наиболее эффективным, если соотношение двух белков было одинаковым.

Правда, пока исследователи смогли произвести лишь небольшое количество материала. В настоящее время они работают над преодолением этого недостатка методики и экспериментируют с различными типами белков моллюсков в качестве средства повышения прочности сцепления.

Учёные также надеются однажды создать так называемый живой клей – популяцию бактерий, которая сможет самостоятельно обнаруживать повреждение и автоматически выделять необходимое для ремонта количество нужных ремонтных веществ.

Подробности исследования были опубликованы в издании Nature Nanotechnology.

Также по теме:
Морские моллюски синтезируют для своих зубов прочнейший минерал
Сверхпрочную керамику и прозрачную броню создают по образу и подобию раковин моллюсков
Новый робот-моллюск способен быстро зарыться в землю
Химики изготовили искусственный перламутр по классическому рецепту природы
"Жидкая броня" защитит британских военных от пуль противника
Животные вдохновили ученых на создание гибкой брони