Znajdź zawartość

Badacze z USA i Chin stworzyli dysk twardy wykorzystujący białka jedwabiu. Urządzenie może przechowywać do 64 GB danych na cal kwadratowy i jest odporne na zmiany temperatury, wilgotność, promieniowanie gamma i silne pola magnetyczne. Nie może ono konkurować prędkością pracy czy gęstością zapisu z tradycyjnymi dyskami twardymi, jednak dzięki swoim unikatowym właściwościom może znaleźć zastosowanie w elektronice wszczepianej do wnętrza ciała. Zespół naukowy prowadzony przez Tigera Tao z Chińskiej Akademii Nauk w Szanghaju, Mengkuna Liu z nowojorskiego Stony Brook University oraz Wei Li z University of Texas stworzył specjalny wariant techniki wykorzystującej skaningowy mikroskop pola bliskiego (SNOM), dzięki któremu możliwe stało się zapisanie informacji na warstwie protein jedwabiu. Do produkcji dysków posłużył naturalny jedwab, którego wodny roztwór nałożono cienką warstwą na podłoże z krzemu lub złota. Następnie za pomocą SNOM i lasera na jedwabiu zapisano dane, wykorzystując w tym celu wywołane laserem zmiany topologiczne i/lub zmiany fazy jedwabiu. Metoda pozwala na wielokrotne usuwanie i zapisywanie danych. Jak mówi Mengkun Liu, technika taka ma wiele zalet. Cienką warstwę jedwabiu można z łatwością nakładać na różne podłoża, w tym na podłoża miękkie oraz o zagiętych kształtach. Dane zapisane na jedwabiu można odczytywać na dwa różne sposoby. Jeden z nich wykorzystuje topografię zapisanego materiału, traktując wzniesienia jako „1”, a brak wzniesień jako „0”. Druga, bardziej innowacyjne metoda, to wykorzystanie lasera do odczytu. Jest to jednak zmodyfikowana technika laserowa. Dzięki zmianie mocy lasera można bowiem uzyskać całą skalę szarości z danego punktu danych, co oznacza,że można w nim zapisać więcej informacji niż binarne „0” i „1”. Nie mniej ważną cechą jest fakt, że jedwab, jako materiał organiczny, dobrze łączy się z wieloma systemami biologicznymi, w tym z biomarkerami we krwi. Zatem informacje z tych biomarkerów mogą być zakodowane i przechowywane w bazującym na jedwabiu dysku twardym. Liu już zapowiada, że w najbliższej przyszłości rozpoczną się prace nad zaimplementowaniem nowego dysku w żywym organizmie. « powrót do artykułu

Chińscy archeolodzy potwierdzili, że znaleziony w urnie z czasów neolitycznej kultury Yangshao zwęglony materiał to pozostałości jednej z najstarszych na świecie jedwabnych tkanin. Urnę odkryto na stanowisku Wanggou w prowincji Henan. Z pomocą testu ELISA opracowanego przez ekspertów z Chińskiego Narodowego Muzeum Jedwabiu potwierdzono, że zwęglona tkanina z urny to jedwab - powiedział na konferencji prasowej kurator Zhao Feng. Gu Wanfa, dyrektor Instytutu Badania Zabytków i Archeologii w Zhengzhou, ujawnił, że w Henanie odkryto klaster ruin z okresu kultury Yangshao sprzed 5-7 tys. lat. Tkanina z Wanggou ma 5300-5500 lat. Inne stare potwierdzone przypadki tkaniny jedwabnej pochodzą z czasów kultury Lianghzu i mają 4200-4400 lat - opowiada Gu. W książce A History of Chinese Science and Technology (t. II) Wydawnictwa Prasowego Uniwersytetu Jiao Tong w Szanghaju napisano, że w 1958 r. specjaliści zaangażowani w badania archeologiczne prowincji Zhejiang odkryli na stanowisku Qianshanyang (kultura Liangzhu) w Huzhou bambusowy koszyk, w którym znajdowały się m.in. tekstylia. Naukowcy z Instytutu Tekstyliów oraz Uniwersytetu Technologicznego Zhejiangu zidentyfikowali je jako materiał jedwabny, a także jedwabne włókna i wstążki. Później zespół z Instytutu Archeologicznego prowincji odkrył na stanowisku jedwabne wstążki sprzed ok. 4 tys. lat. W publikacji mówi się również o innym przypadku - skrawkach jedwabiu i tkanin z materiałów roślinnych sprzed ok. 5500 lat; odkopano je w latach 80. XX w. na neolitycznym stanowisku w Qingtai Village. Na stanowisku Wanggou resztki jedwabiu znaleziono w czaszce dziecka. Wanfa uważa, że odkrycie sugeruje, w owym czasie chińska technologia produkcji jedwabiu już raczej dojrzewała, niż dopiero się zaczynała. Ponieważ kształt urny nawiązuje do wyglądu kokonu jedwabników, Zhao Feng przypuszcza, że chowając w ten sposób swoich zmarłych, kiedyś ludzie chcieli, by powstali oni z martwych, tak jak dorosły motyl wydostaje się z kokonu.   « powrót do artykułu

Obunogi z gatunku Crassicorophium bonellii wytwarzają niewrażliwą na oddziaływania słonej wody, lepką nić, za pomocą której spajają ziarna piasku na norki. Na odnóżach skorupiaka znajdują się ujścia specjalnych gruczołów. Co ciekawe, zwierzę łączy techniki produkcji cementów wąsonogów i jedwabnych nici pająków. Jak tłumaczą autorzy artykułu, który ukazał się w piśmie Naturwissenschaften, włóknisty jedwab stanowi mieszaninę glikozaminoglikanów i białek. Wydzielina 2 typów gruczołów pokonuje przewód, który rozgałęzia się na szereg mniejszych. Wszystkie uchodzą do wspólnej komory o wrzecionowatym kształcie. Wg biologów, komora stanowi przechowalnię oraz rodzaj mieszalni obu rodzajów wydzieliny. Tutaj jedwab jest mechanicznie, a może i chemicznie zmieniany, by stać się włóknisty. Profesor Fritz Vollrath z Uniwersytetu Oksfordzkiego opowiada, że budując sobie schronienie, C. bonellii zlepia nicią piasek, glony, a nawet własne odchody. Naukowcy już wcześniej wiedzieli, że lepka substancja pochodzi z odnóży, ale dopiero teraz zorientowali się, że obunogi wyciągają ją w nić w podobny sposób jak pająki. Poza tym, że nić jest wodoodporna, niewiele wiadomo o jej właściwościach. Vollrath podejrzewa, że może być równie wytrzymała i elastyczna, co nić pajęcza. Ze względu na specyficzne środowisko, w którym jest wykorzystywana, musi jednak także mieć pewne unikatowe cechy. Zrozumienie sekretów tego typu materiałów pozwoliłoby opracować kleje wykorzystywane w wodzie morskiej czy metody zapobiegania porastaniu kadłubów statków.

Profesor Hwang Jenn-Chang i dwóch studentów z tajwańskiego Narodowego Universytetu Tsing Hua potrzebowali niecałych dwóch lat na opracowanie technologii pozwalającej wykorzystywać jedwab w układach elektronicznych. W ten sposób uzyskali elastyczną elektronikę i już prowadzą z przedstawicielami przemysłu rozmowy o wdrożeniu jej produkcji. Tajwańska technologia pozwala na zmianę płynnego jedwabiu w membrany działające jak izolatory w tranzystorach cienkowarstwowych. Olbrzymią zaletą jedwabiu jest jego niska cena, a w miarę obniżania się cen urządzeń, producenci szukają coraz tańszych materiałów do ich produkcji.

Naukowcy z 3 amerykańskich uniwersytetów skonstruowali implant mózgowy, składający się po części z jedwabiu. Jest bardzo cienki, a zastosowanie giętkich elektrod sprawia, że urządzenie doskonale stapia się z otoczeniem. Testy na kotach wykazały, że dokładniej zapisuje aktywność neuronów niż aparat grubszy i sztywniejszy. Specjaliści z University of Illinois, Uniwersytetu Pensylwanii oraz Tufts University uważają, że ich wynalazek polepszy stan zdrowia i jakość życia m.in. pacjentów z padaczką czy uszkodzeniami rdzenia kręgowego, a także ułatwi posługiwanie się protezami rąk i nóg. W implancie do utworzenia macierzy elektrod wykorzystano białka jedwabiu. Na tym wzorze rozmieszczono miniaturowe metalowe elektrody. Jako że jedwab jest materiałem biokompatybilnym i rozpuszczalnym w wodzie, po jakimś czasie od wszczepienia znika, a na powierzchni mózgu pozostaje jedynie sieć obwodów. Zastosowany materiał pozostaje przezroczysty, giętki i wytrzymały, ponadto można regulować tempo jego rozpuszczania. Amerykanie testowali swoje urządzenie na kotach. Zwierzęta były znieczulone, ich oczy jednak nadal funkcjonowały. Ssakom pokazywano różne obrazy i utrwalano, jak na nie reagują. Eksperci doceniają rozwiązanie, podkreślając, że zmniejszając kontakt z tkanką mózgu, ogranicza ono jego uszkodzenia.

Larwy pszczół wytwarzają jedwabny oprzęd, by wzmocnić woskowe ścianki lokum, w którym dochodzi do przepoczwarzenia. Naukowcy z australijskiego CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) uzyskali tę nić sztucznie, modyfikując genetycznie bakterie Escherichia coli. Badacze ręcznie wyciągali doskonałej jakości nić z "zupy" białek jedwabiu. Nie ustępowała ona wytrzymałością nici pozyskiwanej z gruczołu przędnego. By wytworzyć białka jedwabiu, posłużyliśmy się zrekombinowanymi komórkami E. coli, które we właściwych warunkach same organizowały się w sposób przypominający budowę gruczołu przędnego pszczół. Wiedzieliśmy wcześniej, że włókna można ręcznie wyciągać z zawartości owadzich gruczołów, dlatego wykorzystaliśmy tę informację, aby ręcznie wyciągnąć włókna z dostatecznie skoncentrowanej i lepkiej mikstury zrekombinowanych białek jedwabnych. Chcąc uzyskać półprzezroczystą stabilną nić, w rzeczywistości musieliśmy powtórzyć tę czynność dwukrotnie. Jak tłumaczy dr Sutherland, przedtem wielokrotnie próbowano doprowadzić do ekspresji jedwabi bezkręgowców w systemach transgenicznych, ale skomplikowany układ genów jedwabiu w branych wtedy pod uwagę organizmach oznaczał, że wytwarzanie nici poza gruczołami przędnymi było wyjątkowo trudne. Uprzednio zidentyfikowaliśmy cztery niewielkie, niepowtarzalne geny jedwabne pszczoły. To dużo prostszy układ, który sprawiał, że owad ten był doskonałym kandydatem do produkcji transgenicznego jedwabiu. Zdobytą z takim wysiłkiem nić można wykorzystać w lekkich, ale i wytrzymałych tkaninach lub zaawansowanych kompozytach używanych w lotnictwie i marynarce. Z pewnością znajdzie ona również zastosowanie w medycynie, a konkretnie w szwach, ścięgnach czy wiązadłach nowej generacji.

Według naukowców z Queen Mary's School of Medicine and Dentistry, jedwab może pomóc w odtworzeniu uszkodzonych nerwów. Brytyjczycy wykazali, że komórki nerwowe rosną wzdłuż wiązek specjalnego włókna, które ma właściwości zbliżone do pajęczej nici. Jedwab wspomagałby na przykład wzrost komórek w uszkodzonych nerwach, a być może nawet w rdzeniu kręgowym. Wspomniane włókno nazwano Spidreksem. Jest ono wytwarzane przez zmodyfikowane genetycznie robaczki (zmiany dokonano, by nadać nici specjalne właściwości, ułatwiające komórkom przyczepianie się). Profesor John Priestley, neurolog, a zarazem szef badań, porównuje jedwab do rusztowania, po którym komórki nerwowe mogą się wspinać. Jego zespół przetestował go w hodowli tkankowej i na zwierzętach. W obu przypadkach testy zakończyły się pomyślnie. Na zdjęciu można zobaczyć dwie rzeczy: czerwone linie to włókna nerwowe powstające wzdłuż jedwabnych nici, a niebieskie kropki to komórki Schwanna, odpowiadające za tworzenie osłonki mielinowej i spełniające bardzo ważną rolę przy odtwarzaniu uszkodzonych nerwów. W badaniach na zwierzętach wykazaliśmy, że zarówno w rdzeniu kręgowym, jak i w nerwach obwodowych włókna jedwabne wspierały odbudowę. Zespół badawczy ma nadzieję, że jedwab pomoże w leczeniu pacjentów z uszkodzeniami nerwów obwodowych, które kontrolują mięśnie i przewodzą impulsy z receptorów. Bardziej ambitnym celem jest odbudowa uszkodzonego rdzenia kręgowego, ale to bardzo skomplikowana sprawa — podkreśla Priestley.

Gdy tylko pada słowo "nanotechnologia", zaraz wyobrażamy sobie ultranowoczesne urządzenia elektroniczne, mikroskopijne mechanizmy oraz gadżety rodem z wysokobudżetowych filmów fantastycznych. Rzeczywistość potrafi być jednak dużo bardziej prozaiczna. Dzięki dodatkowi "nano" możemy mieć na przykład... czystszą odzież. Efektem pracy naukowców z Austalii oraz Chin są samoczyszczące odmiany wełny i jedwabiu. Wbrew szumnej nazwie, materiały te nie zostały wzbogacone o nanomechanizmy, lecz specjalny rodzaj impregnatu, bazujący na dwutlenku tytanu (w postaci anatazu), stosowany m.in. w niektórych typach szyb okiennych. Podobnie, jak w wypadku szyb, cząstki tej substancji, mierzące zaledwie 5 nm, rozkładają związki organiczne pod wpływem światła słonecznego. Dzięki tej właściwości, ubrania wykonane z "nanotkaniny" będą łatwe do wyprania i raczej nieprędko nasiąkną nieprzyjemnym zapachem. Oprócz mniejszego zużycia środków czyszczących, pozwolą one także podnieść poziom higieny, są bowiem bakteriobójcze, podczas gdy w zwykłych tkaninach mikroby potrafią przetrwać nawet trzy miesiące. W ramach prób na opisywanym materiale zabrudzono go czerwonym winem. Po 20-godzinnym naświetlaniu plamy niemal zupełnie zniknęły. Dodatkowymi zaletami impregnatu są nietoksyczność, brak wpływu na fakturę tkaniny oraz możliwość trwałego przymocowania go do włókien. Najwięcej kłopotu sprawiła naukowcom ostatnia właściwość. Udało się ją uzyskać przez odpowiednie "aktywowanie" zawartej we włóknach keratyny. Pytani o możliwość wprowadzenia nowych tkanin na rynek, badacze ostrożnie odpowiadają, że stanie się to dopiero wtedy, gdy nowa technologia zostanie przyjęta zarówno pod względem technicznym, jak i ekonomicznym.

Nie ma chyba człowieka, który nie zachwycałby się pięknem kolorowego jedwabiu. Jego farbowanie jest jednak uciążliwe. Japońscy naukowcy wyhodowali więc zmodyfikowane genetycznie jedwabniki, wytwarzające nici określonej barwy. Takashi Sakudoh z Uniwersytetu Tokijskiego podkreśla, że najważniejsze było zrozumienie układu transportu pigmentu u jedwabników. To stanowiło podstawę dla genetycznej manipulacji kolorem oraz zawartością pigmentu. W naturze kokony jedwabników morwowych mają tylko kilka barw. Są białe, żółte, słomkowe, łososiowe, różowe lub zielone. Pigment jest przez owady absorbowany podczas żerowania na liściach morwy. Japończycy zauważyli, że u jedwabników wytwarzających biały oprzęd występuje zmutowany gen Y (gen "żółtej krwi"). Zaobserwowano delecję fragmentu DNA. Zwierzęta potrzebują genu Y do ekstrahowania z liści morwy karotenoidów, czyli żółto-pomarańczowych barwników. Zmutowane owady wytwarzały niefunkcjonalną formę białka wiążącego karotenoidy (białka CBP od ang. carotenoid-binding protein). Posługując się technikami z zakresu inżynierii genetycznej, badacze zastępowali zepsuty gen Y jego prawidłową wersją. Dysponując sprawnym białkiem CBP, jedwabniki mogły uprząść żółtą nić, a jej kolor stawał się wyraźniejszy wskutek kilkakrotnego krzyżowania. Kokony mogą mieć także kolor cielisty (żółtaworóżowy), a nawet czerwonawy — twierdzą autorzy studium w artykule opublikowanym na łamach pisma Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States.

Jest jedyna w swoim rodzaju i wygląda jak małe dzieło sztuki. O czym mowa? O torebce na ramię w kształcie serca, zaprojektowanej przez Diane von Furstenberg. Jej wykonanie zajmuje mistrzowi jubilerstwa dwa miesiące. Ma ok. 15,5 cm średnicy, a złoto przecinają czarne zamszowe wstawki. Całości dopełniają klamra oraz jedwabny pasek. Cacko kosztuje, bagatela, 36 tysięcy dolarów.