Необходимость сохранения хрупкого природного равновесия с каждым днём всё более настойчиво требует от человека поиска экологичных решений во всех областях его жизнедеятельности. Не исключение и лёгкая промышленность, которая нуждается в доступной биологической альтернативе волокнам на основе нефти: нейлону, лавсану и капрону.
Учёные из канадского университета Гелфа (University of Guelph) предлагают новый и удивительный источник натурального волокна: морских обитателей семейства миксин (Myxinidae).
Миксины представляют собой древнюю группу донных животных, которые по внешнему виду напоминают угрей. Эти существа практически не изменились за последние 300 миллионов лет, на протяжении которых они не отличались привлекательной внешностью и благородными привычками в еде.
Миксины – хищники. Основной источник их пищи – ослабевшие рыбы, например, запутавшиеся в сетях рыбаков. Миксины выедают внутренности и мышцы ещё живой жертвы, вгрызаясь в неё с помощью мощного языка с роговыми зубцами.
Среди множества их особенностей стоит выделить отсутствие позвоночника. Такое строение позволяет миксинам самостоятельно завязываться в узел, что помогает им ловко высвобождаться из пасти хищников.
Кроме этого, эти морские обитатели обладают ещё одним оружием – обильной слизью. При нападении врагов миксина за несколько секунд выпускает целое облако слизистой субстанции, которая содержит десятки тысяч белковых нитей, каждая из которых в 100 раз тоньше человеческого волоса.
Эти волокна можно отнести к группе так называемых промежуточных филаментов. По своим механическим свойствам нити из слизи миксин могут соперничать с паутинным шёлком, который в последнее время привлекает к себе большое внимание учёных, как потенциальный источник чрезвычайно прочного натурального волокна.
"Способ изготовления шёлковых нитей, который используют пауки, очень сложен, что затрудняет получение паутинного шёлка в промышленных масштабах, сопоставимых с тутовым шелкопрядом", — рассказывает ведущий автор работы Ацуко Негиси (Atsuko Negishi). Моё исследование позволит получать гораздо больше волокон на основе белка из слизи миксин, чем из паутины".
В статье, опубликованной в журнале Biomacromolecules, Негиси и её коллеги представляют метод получения не только волокон, но и плёнок из белкового компонента слизи морских существ.
Учёные разработали метод вытягивания волокна из белковых нитей в лабораторных условиях. Сначала исследователи выделяют филаменты из слизи миксины, затем очищают их и раствор белка капают в чашку с солёной водой. Белок при этом образует плёнку на поверхности. Если подцепить одну из белковых нитей щипцами и потянуть, то волокно образуется само собой.
В ближайших планах исследователей — разработка технологии прядения белковых нитей из слизи миксин для увеличения масштаба производства волокон. Учёные также намерены продолжить исследование и других промежуточных филаментов для изготовления экологических высококачественных материалов для медицины и лёгкой промышленности.
По мнению учёных, вполне вероятно, что когда-нибудь волокно из слизи морских существ или его искусственно созданные аналоги смогут составить достойную конкуренцию синтетическим волокнам на основе нефти, уменьшив тем самым зависимость человечества от неё.
Также по теме:
Шёлк поможет сохранить вакцины и антибиотики без охлаждения
Умельцы сделали из паутины струны для скрипки
Американцы создали исчезающие электронные микросхемы
У ракообразных обнаружена способность плести шёлк
Американцы создали шёлковые микроиглы для безболезненной доставки лекарств
