Nyt naturligt nanomateriale stammer fra edderkoppemide-genomsekventering

(Phys.org) – En ny, naturligt nanomateriale, hvilket kan vise sig at være utroligt gavnligt for medicinske bioingeniører, er blevet opdaget af forskerholdet ved Western University, der med succes sekventerede edderkoppemidens genom i 2011.

Den vestlige biologiprofessor Miodrag Grbic og hans team har nu samarbejdet med fysikeren Jeff Hutter for at teste – for første gang nogensinde – holdbarheden af ​​spindemidersilke og fundet bionanomaterialet, som er tusind gange tyndere end menneskehår, at være et potentielt overlegent alternativ til edderkoppesilke, selv længe betragtet som et meget attraktivt letvægtsbiomateriale på grund af dets høje trækstyrke og elasticitet.

Resultaterne blev offentliggjort i Journal of Applied Physics .

"En af opdagelserne fra vores sekvensering af spindemidergenomet var spindemidersilke, " forklarer Grbic, om resultaterne offentliggjort i Natur i 2011. "Da vi udtænkte dette projekt, vores idé var at udvikle værktøjer til at bekæmpe denne vigtige verdensomspændende skadedyr, men vi drømte ikke engang om, at vi skulle opdage et potentielt bionanomateriale, der naturligt produceres af spindemiden."

På grund af den næsten uendelige størrelse af edderkoppemidsilken, traditionelle teorier var irrelevante, så Hutter og Steve Hudson fra Institut for Fysik og Astronomi blev tvunget til at gentænke konventionelle metoder, der blev brugt til at måle de mekaniske egenskaber af nanomaterialer.

"Dybest set måler du styrken af ​​en nanofiber ved at forankre den i begge ender, suspendere det, og derefter bøje det med et atomkraftmikroskop, " forklarer Hutter. "Disse fibre var så tynde, at den konventionelle teori ikke gjaldt, og vi var nødt til at udvikle en ny teori for at forstå dataene."

Hutter og Grbic er mest begejstrede for, at spindemidersilke har vist sig at være et virkelig naturligt nanomateriale, gør dens praktiske anvendelser talrige.

"Edderkoppesilke, som folk ofte taler om, har lignende egenskaber, men den scorer ikke helt så højt på Youngs modul, " siger Hutter, forklarer det videnskabelige mål, der bruges til at karakterisere stivhed i elastiske materialer. "Derudover er edderkoppemidsilke meget tyndere."

Grbic siger, at potentielle anvendelser vil kræve yderligere forskning, men kan omfatte konstruktion af stilladser til cellevækst, samt vævsregenerering og transplantation.