Мускули от изкуствени протеини се самовъзстановяват за секунди

Учени са създали материал от несъществуващи в природата протеини. От него ще могат да се изработват „мускули“ и „кожа“ за роботи. Особено впечатляващо преимущество на новия материал е, че той самостоятелно може да заличи повредите по себе си буквално за секунди. Откритието е описано в научна статия, публикувана с списание Nature Materials.

Много научни екипи по целия свят работят над създаването на роботи с меки „мускули“ и „кожа“. Но подобни материали неизбежно се износват, когато такъв мускул многократно се свива и отпуска, а кожата се разтяга и свива. Освен това „кожата“, която постоянно контактува с твърди предмети, може да се повреди в един или друг момент.

Живите тъкани постоянно се обновяват, затова за тях такива изпитания не са опасни. Всички по-малки повреди организмът може да възстанови самостоятелно. Но как с такива качества за регенерация да се снабдят „мускулите“ и „кожите“ за роботите?

Роботите обикновено имат ръце и крака, приличащи на протези, които имат стави за да се движат и се нуждаят от мек материал, който може да им осигури такива движения. Но всички материали при непрекъснато повтарящо се движение развиват малки язви и пукнатини, като в крайна сметка се чупят. Но използвайки материал със самовъзстановяващи се свойства, първоначалните малки дефекти могат да се поправят преди да е настъпила катастрофалната повреда.

Учени от Германия и САЩ са открили решението в живата природа. Те са взели за основа протеини от зъбите на калмари. Те са известни със своята способност да се самовъзстановяват. По техен модел учените са проектирали изкуствени протеини, които не съществуват в природата. Новият полимер се произвежда в стандартни бактериални реактори, като за неговото производство в ДНК-то на бактериите са били внедрени изкуствени тандемни гени.

Получилото се вещество се оказало много здраво. Учените установили, че когато по него започнат да се образуват микроповреди, е достатъчно то да бъде нагрято в мястото на „раната“ и след броени секунди интегритета на биополимера се възстановявал. Това дава на новия материал голямо преимущество пред останалите самовъзстановяващи се материали (както пред изкуствените, така и пред живите тъкани), които за да се „излекуват“ са им необходими часове и дни.

„Ние успяхме да съкратим 24-часовия период до една секунда, за да могат нашите меки роботи, изработени на основата на изкуствени протеини да се възстановяват самостоятелно – разказва един от участниците в изследването Абдон Пена-Францеш от Института по интелектуални системи към Обществото Макс Планк, Германия – В природата самолечението заема много време и в този смисъл нашата технология превъзхожда природата.“

Новият материал има и екологични преимущества. Той е 100% биоразлагащ се (все пак това е протеин, даже и изкуствен). Така че при попадане в околната среда веществото няма да и нанесе никаква вреда. Но не е задължително той да бъде изхвърлян на сметищата, тъй като отслужилият своя срок на годност биополимер може 100% да се рециклира и отново да бъде използван.

Засега недостатък на новият материал се явява негова относително висока цена. Към момента продуктът получаван по тази нова технология струва значително по-скъпо от стандартните пластмаси на базата на нефт, но от екипа смятат, че в бъдеще той ще може да се конкурира с тях на база на уникалните си способности за самовъзстановяване.