Сотрудники университета Тафтса разработали новый тип твердых материалов на основе белка шелка. Они могут быть запрограммированы на наличие биологических, химических или оптических функций.
Новая структура была описана в статье Proceedings of the National Academy of Sciences. Как отмечают исследователи, материал может служить механическим компонентом, меняющим цвет при деформации, доставляющим лекарства или реагирующим на свет.
Для производства был использован метод на водной основе, действующий благодаря способности белков к самоорганизации. С его помощью, отмечается в статье eurekalert.org, ученые изготовили трехмерный сыпучий материал из фиброина шелка. Этот белок отвечает за прочность ткани. После этого исследователи воздействовали на материал растворимыми в воде молекулами для создания различных твердых форм нано- и микромерного масштаба с заранее заданными функциями.
Например, команда получила хирургический стержень, меняющий цвет при достижении предела прочности. Ученые также изготовили функциональные винты, которые можно нагревать инфракрасным светом, и биоразлагаемый элемент, способный долго выделять биологически активные агенты, вроде ферментов.
Специалисты признают необходимость дополнительных исследований. Но уже сейчас они видят дополнительные способы применения материала в медицине и других сферах. Фиброин, получаемый из шелка, хорошо защищает другие структуры при своей полной биосовместимости и биоразлагаемости.
«Способность встраивать функциональные элементы в биополимеры, контролировать их самоорганизацию и менять форму дает большие возможности для производства материалов», — прокомментировал ответственный автор работы профессор Фьоренцо Оменетто.