木材繊維とスパイダーシルクの新しい組み合わせは、テストで性能を上回った後、プラスチックに匹敵する可能性があります

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木材繊維とスパイダーシルクの新しい組み合わせは、テストで性能を上回った後、プラスチックに匹敵する可能性があります

By Good News Network-2019年9月18日

研究者は、木材とクモの糸からユニークな新しい材料を開発しました。高強度、剛性、および靭性の向上により、今日の合成および天然材料のほとんどより優れているため、いつかはプラスチックを置き換えることができます。

強度と拡張性を同時に達成することは、これまで材料工学の大きな課題でした。強度を上げると、拡張性が失われ、逆もまた同様です。

現在、アアルト大学とフィンランドのVTT技術研究センターの研究者は、自然からインスピレーションを得ることにより、この課題を克服することに成功しています。

研究者は、木材セルロース繊維とクモの巣の糸に見られる絹タンパク質を一緒に接着することにより、真に新しいバイオベースの材料を作成しました。その結果、バイオベースの複合材料の一部として、医療用途、外科用繊維、繊維産業、包装材の一部として、将来プラスチックの代替品として使用できる非常に強固で弾力性のある材料が得られます。

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アールト大学のマルクス・リンダー教授によると、自然は、この研究で使用される堅くて簡単に入手できるセルロースや丈夫で柔軟な絹など、新しい材料を開発するための優れた成分を提供します。これらの材料の両方の利点は、プラスチックとは異なり、生分解性であり、マイクロプラスチックと同じように自然を損傷しないことです。

「私たちはカバノキのパルプを使用し、それをセルロースのナノフィブリルに分解し、それらを堅い足場に並べました。同時に、セルロースネットワークにソフトでエネルギーを消費するスパイダーシルク接着剤マトリックスを浸透させました」と、VTTの研究科学者Pezhman Mohammadiは述べています。

シルクは、カイコのような動物によって排泄される天然のタンパク質であり、クモの巣の糸にも見られます。ただし、アアルト大学の研究者が使用するクモの巣の絹は、実際にはクモの巣から取られたものではありません。代わりに、合成DNAを持つバクテリアを使用して研究者によって生成されます。

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「私たちはDNAの構造を知っているので、それをコピーして、クモの巣の糸に見られるものと化学的に類似した絹タンパク質分子を製造するために使用できます。 DNAにはこのすべての情報が含まれています」と、主任研究者で大学教授のMarkus Linder氏は説明しました。

「私たちの研究は、タンパク質工学の新しい多用途の可能性を示しています」とPezhman氏は付け加えました。 「将来的には、ビルディングブロックがわずかに異なる類似の複合材料を製造し、他のアプリケーションに対して異なる特性セットを実現することができました。現在、インプラント、耐衝撃性オブジェクト、その他の製品として新しい複合材料の製造に取り組んでいます。

この研究プロジェクトは、生合成ハイブリッド材料の分子工学センターの研究の一部です。この研究は 科学の進歩 今週はじめ。

アールト大学から転載

写真:アアルト大学

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