Использование бактерий при судоремонте

0
1859
Прилипание между кварцовым наконечником атамно-силового микроскопа и клейкими волокна
Прилипание между кварцовым наконечником атамно-силового микроскопа и клейкими волокна

Моллюски, такие как мидии и ракушки выделяют очень липкий белок, который помогает им цепляться к скалам или корпусам судов. Вдохновленная этим натуральным клеем, команда инженеров Массачусетского технологического университета (MIT), распложенного в Кембридже, США, разработала новые материалы, которые могут быть использованы для ремонта судов или помочь заживлению ран и хирургических разрезов.

Чтобы создать новый водонепроницаемый клей, инженеры MIT исследователи бактерии, способные производить гибридный материал, который включает в себя липкий белок моллюсков, а также бактериальный белок, содержащийся в биопленках — слизистом слое, сформированном с помощью бактерий, растущих на поверхности. В сочетании эти белки образуют более сильный подводный клей, чем тот, который вырабатывают мидии.
Этот проект, описанный в сентябрьском выпуске журнала Nature Nanotechnology, представляет собой новый тип подхода, который можно использовать для синтеза биологических материалов, содержащих несколько компонентов с помощью бактерий, в виде мелких фабрик.
“Конечная цель для нас – это создать площадку, где мы можем начать изготавливать материалы, которые сочетают в себе несколько различных функциональных доменов вместе. Так мы посмотрим, что дает нам более качественные материалы, производительности”, — сказал Тимоти Лу, доцент Вiological engineering и electrical engineering and computer science (EECS) и один из авторов статьи на эту тему. “Многие подводные организмы в состоянии прикрепляться к другим объектам, поэтому они создают различные типы клея, которые мы могли бы заимствовать”, — добавил он.
Ранее ученые изучили белки мидий, но эти материалы не учитывают сложность природных клеев. В новом исследовании команда MIT рассматривает производство разных белков мидий в сочетании с бактериальными белками, называемых curli — волокнистыми белками, которые могут сгруппировываться в гораздо более крупные и сложные сетки. Такой  материал имеет гибкую структуру, которая крепко склеивает как сухие, так и влажные поверхности.
“В результате получился мощный влажный клей”, — сказал Герберт Уэйт, профессор химии и биохимии в университете Калифорнии в Санта-Барбаре, который не входил в состав исследовательской группы.
Используя этот метод, исследователи могут производить только небольшое количество клея, поэтому они сейчас пытаются видоизменить процесс, чтоб генерировать его в больших количествах. Они также планируют провести эксперимент с добавлением некоторых других белков мидий.
“Мы пытаемся выяснить, сможем ли увеличить адгезионную прочность, а также улучшить материальную надежность”, — сказал Лу.
Команда также планирует попробовать создать “живой клей”, состоящей из подвижных бактерий, которые могли бы восстанавливать поврежденные поверхности. Исследование финансировалось управлением военно-морских исследований, Национального научного фонда и Национального института здоровья.