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优博平台注册:人们生活中不起眼的蜘蛛丝 其实是自然界中的一种高强度纤维

时间:2021/9/18 20:09:28  作者:  来源:  浏览:0  评论:0
内容摘要:上海交通大学的志刚使用基因重组蜘蛛丝蛋白3D打印纳米机器人,加工精度为14纳米。该技术有望应用于智能仿生感知、给药纳米机器人等领域。相关研究成果近日发表在国际知名学术期刊《自然·通信》上。人们生活中不起眼的蜘蛛丝,其实是自然界中的一种高强度纤维。它的硬度和韧性甚至是同等规格钢丝的两倍,但缺点是产量小,不规范。为了批量获...
上海交通大学的志刚使用基因重组蜘蛛丝蛋白3D打印纳米机器人,加工精度为14纳米。该技术有望应用于智能仿生感知、给药纳米机器人等领域。相关研究成果近日发表在国际知名学术期刊《自然·通信》上。

人们生活中不起眼的蜘蛛丝,其实是自然界中的一种高强度纤维。它的硬度和韧性甚至是同等规格钢丝的两倍,但缺点是产量小,不规范。

为了批量获得蜘蛛丝蛋白的“升级版”,研究人员从天然蜘蛛丝中提取了一条强度好、重现性好的基因序列,并将其转移到大肠杆菌中进行培养,以产生所需的蜘蛛丝蛋白。 3D 打印。

电子束三维光刻技术可以进一步提高加工精度。但是,由于各种材料的强度不足,电子束三维光刻很容易崩溃。因为经常和蚕丝和蜘蛛丝打交道,陶虎想到了蜘蛛丝蛋白。 “太不可思议了!蜘蛛丝蛋白天然抗菌、强韧、可降解。它成功实现了三维光刻,将3D打印的加工精度从数百纳米提高到14纳米。”陶虎说,“14纳米相当于一只蜘蛛丝蛋白单分子的大小,已经接近了精度的极限。”

因为它想在血液等环境中游泳,所以纳米机器人被设计成鱼的形状。 “小鱼”最精妙的部分是它的胡须,只有50纳米厚,大约是头发直径的千分之一。 .

有趣的是,虽然3D打印的“小鱼”没有动力系统,但它们可以在人的血液中自由游动。研究人员在基因层面对蜘蛛丝蛋白进行了功能修饰,让“小鱼”能够利用人体内普遍存在的葡萄糖作为生物燃料,通过化学反应产生氧气。包裹氧气的小气泡围绕着“小鱼”。 “周围,当泡沫破灭时,它可以带动‘小鱼’向特定方向游动。

同样通过功能处理,可以将“小鱼”设置为对pH、温度或光照等条件敏感。当环境达到设定条件时,“小鱼”会自动降解,不会对身体造成负担。

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