دانشمندان با پروتئینی از ابریشم به ساخت ماده‌ای دست یافته‌اند که می‌تواند با برنامه‌پذیری در هنگام ساخت موادی با کارکردهای چند‌گانه در دسترس ما قراردهد
ساخت موادی بر پایه‌ی ابریشم، قابل برنامه‌ریزی و دارای کارکردهای از پیش طراحی‌شده و جاسازی‌شده
با این فرایند می‌توان قطعه‌های مکانیکی با کارکردهایی مانند تغییر رنگ سوزن‌های جراحی در اثر کشش را ساخت.
مهندسان دانشگاه Tuft گونه‌ی تازه‌ای ماده‌ی جامد از پروتئین ابریشم ساخته‌اند که می‌توان آن را از پیش با کارکردهای بیولوژیکی، شیمیایی یا نور برنامه‌نویسی کرد؛ برای نمونه قطعه‌های مکانیکی که رنگشان در پاسخ به کشش مکانیکی، دریافت دارو(شیمیایی)، یا پاسخ به نور، تغییر می‌کند. نوشتار دانشگاهی درباره‌ی این ماده، این هفته در PNAS، مقاله‌های آکادمی ملی دانش‌ها، چاپ شده‌است.
پژوهشگران به یاری یک روش ساخت بر پایه‌ی آب که از سازوکار «خودمونتاژی پروتئین» الگو گرفته است، ماده‌های جامد سه‌بعدی را از پروتئین فیبروئین ابریشم ساخته‌اند (فیبروئین همان پروتئین است که مایه‌ی ماندگاری بالای ابریشم است). سپس ایشان توده ماده‌های جامد را با مولکول‌های حل‌شونده در آب دستکاری کرده و چندین شکل جامد در اندازه‌های نانو و میکرو ساختند، به گونه‌ای که کارکردهای موردنظر در این شکل‌های ساخته‌شده به دست آید.
برای نمونه، ایشان یک سوزن جراحی ساختند که اگر در اثر کشش به مرز شکستن نزدیک شود رنگش تغییر می‌کند، همچنین پیچ‌هایی ساختند که اگر پرتو نور فروسرخ به آن بخورد گرم می‌شود، و یک قطعه‌ی زیست‌سازگار که می‌تواند عامل‌های زیستی مانند آنزیم‌ها را از خود پخش کند.
با اینکه هنوز باید پژوهش بیشتری انجام شود، کاربردهای بیشتری از این ماده را همانند زیر می‌توان در نظر داشت:
- قطعه‌های مکانیکی نوینی برای ارتوپدی که عامل‌های رشد یا آنزیم‌ها در آنها جاسازی شود،
-پیچ جراحی که با نزدیک شدن به مرز نیروی پیچشی‌اش تغییر رنگ دهد،
-سخت‌افزارهایی مانند پیچ‌ومهره که شرایط محیطی پیرامونشان را دريافت و گزارش کنند،
-لوازم خانگی که شکلشان تغییر کند.
ابریشم، با داشتن ساختار یکتای کریستالی‌اش، یکی از استوارترین ماده‌های طبیعی است. فیبروئین، که پروتئینی حل‌نشدنی در ابریشم است، دارای توانایی ویژه‌ای است که می‌تواند نگهبان ماده‌های دیگر باشد و خود نیز زیست‌سازگار و زیست‌تجزیه‌پذیر است.
"تواناییِ جاسازی کارکردها در بیوپلیرها، فرآیند خودمونتاژی آنها را کنترل کرده، و شکل پایانی آن را بهبود می‌دهد تا فرصت‌های ویژه‌ای برای ساخت ماده‌های چند-کارکردی و دارای کارایی بالا با الهام از طبیعت به ما بدهد". اینها گفته‌ی دکتر Fiorenzo G. Omenetto نویسنده‌ی نخست این پژوهش است.
لینک منبع خبر: