Знаете ли вы, что шелковая ткань сделана из ну, слюны червя? То, как шелкопряды наматывают свои коконы из волокон своей слизистой слюны, теперь помогает ученым легче создавать новые биомедицинские материалы. Исследователи, отчитывающиеся в ACS' Нанобуквы имитировали, казалось бы, простое покачивание головой шелкопряда, чтобы создать более однородные микро- и нановолокна с меньшим количеством оборудования, чем при других подходах.
Нановолокна становятся все более привлекательным материалом для различных применений, включая перевязочные материалы для ран и гибкую электронику. Но производить волокна не всегда легко, особенно потому, что их толщина составляет всего несколько нанометров - это в несколько тысяч раз тоньше ширины человеческого волоса. Самые недавно разработанные методы прядения нановолокон сложны или медленны, или они приводят к образованию комковатых волокон. Однако один "ученый", который, похоже, решил проблему, - это шелкопряд. Это извивающееся существо выделяет в своей слюне двухбелковый раствор, который оно непрерывно вытягивает в длинную тонкую шелковую нить. Затем червь приклеивает и тянет эту единственную нить несколько раз, пока она не завернется в шелковый кокон, который люди разматывают, чтобы вплести в шелковый текстиль. Итак, Ю Ван, Вэй Ян, Сюэвэй Фу и их коллеги хотели разработать метод прядения нановолокон, вдохновленный шелкопрядом, который мог бы производить непрерывные, однородные нити быстрым и простым способом с минимальным использованием оборудования.
Чтобы создать нити, исследователи воткнули множество крошечных микроигл в кусок пенопласта, пропитанный раствором поли (окиси этилена), затем вытащили иглы в процессе, называемом вращением с микроадгезией (MAG). Различные типы нитей были созданы путем имитации того, как шелкопряды двигают головками при изготовлении шелка: вытягивание прямо назад приводило к упорядоченным, ориентированным волокнам; раскачивание или вибрация создавали сшитые волокна; а поворот набора игл приводил к скрученному волокну "все в одном". Кроме того, эти нити не склеивались вместе, что могло произойти в ранее разработанных методах.
Еще более упрощенная версия магнитного прядения не требовала микроигл. В этом случае естественная шероховатость пены служила точками прилипания микроигл. Исследователи просто пропитали два куска пенопласта раствором полимера и разделили их, легко и мгновенно прядя нити между ними. Используя эту стратегию, они вытянули нити и поместили их непосредственно на кожу человека, чтобы создать мгновенную индивидуальную повязку. Эти волокна бинта также содержали антибиотик, который успешно подавлял рост бактерий. Исследователи говорят, что эта работа может открыть новые возможности для будущих биомедицинских применений нановолокон.
Авторы признают финансирование со стороны Национального фонда естественных наук Китая и Фондов фундаментальных исследований для центральных университетов.
Видео: https://youtu.be/XmL2ZF8QvnY
Комментарии