Мышцы из искусственных белков самовосстанавливаются за секунды

Новый материал намного превзошёл свой природный прообраз – белки кальмара.

Новый материал намного превзошёл свой природный прообраз – белки кальмара.
Фото EPA.

Учёные создали материал из несуществующих в природе белков. Из него можно будет делать "мышцы" и "кожу" для роботов. Что особенно приятно, это вещество самостоятельно залечивает повреждения буквально за секунды.

Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Nature Materials.

Многие научные группы во всём мире работают над созданием роботов с мягкими "мышцами" и "кожей". Однако подобные материалы неизбежно изнашиваются, когда такой "мускул" многократно сокращается и расслабляется, а кожа растягивается и вновь сжимается. К тому же "кожа", постоянно контактирующая с твёрдыми предметами, тоже может рано или поздно повредится.

Живые ткани постоянно обновляются, потому им такие приключения не страшны. Все же небольшие повреждения самостоятельно залечиваются организмом. Но как наделить роботов способностью к подобной регенерации?

Учёные из Германии и США подсмотрели решение у живой природы. Они взяли за основу белки зубов кальмара. Последние известны своей способностью к восстановлению. По этому образцу исследователи сконструировали искусственные белки, которых не существует в природе. Для их производства в ДНК бактерий были внедрены искусственные же гены.

Получившееся вещество оказалось очень прочным. А когда на нём всё же образуется микроповреждение, его достаточно нагреть в месте "раны" и через считанные секунды целостность биополимера восстанавливается. Этим он выгодно отличается от других самовосстанавливающихся материалов (как искусственных, так и живых тканей), которым на "исцеление" требуются часы или дни.

"Мы смогли сократить обычный 24-часовой период заживления до одной секунды, чтобы наши мягкие роботы на основе [искусственного] белка могли восстанавливаться самостоятельно, – рассказывает первый автор статьи Абдон Пена-Франчес (Abdon Pena-Francesch) из Института интеллектуальных систем Общества имени Макса Планка. – В природе самоисцеление занимает много времени. В этом смысле наши технологии превосходят природу".

У нового материала есть и экологические преимущества. Он биоразлагаем (всё же это белок, хотя и искусственный). Так что при попадании в окружающую среду вещество не нанесёт ей существенного вреда. Но выбрасывать его на свалку необязательно: отслуживший своё биополимер можно переработать и снова пустить в дело.

Недостатком нового материала является относительно высокая стоимость. Продукт продвинутых технологий будет обходиться значительно дороже стандартных нефтяных пластиков.

К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о роботе, которому не страшна потеря конечности. Писали мы и о геле, имитирующем способность ящериц к регенерации.