Штучні м'язи із натуральних білків. Новина Безкоштовної технічної бібліотеки

НОВИНИ НАУКИ ТА ТЕХНІКИ, НОВИНКИ ЕЛЕКТРОНІКИ
Безкоштовна технічна бібліотека / Стрічка новин

Штучні м'язи з натуральних білків

15.02.2022

Групі дослідників з університету Фрайбурзького вдалося розробити штучні м'язи, які використовують природні процеси в організмі. Вчені продемонстрували автономний м'яз, що згинається, який рухається, споживаючи хімічне паливо, подібно аналогам у людей або у тварин.

Наш штучний м'яз все ще є прототипом. Однак висока біосумісність матеріалу та можливість коригування його складу для відповідності конкретним тканинам та технологічним застосуванням можуть прокласти шлях для майбутніх застосувань у реконструктивній медицині, протезуванні, фармацевтиці чи м'якій робототехніці, – розповідає Стівен Шіллер.

У минулому вчені застосовували натуральні білки для створення штучних м'язових систем, вбудовуючи їх у крихітні молекулярні машини чи полімери. Однак їм не вдавалося повністю розробити біологічні синтетичні м'язи.

Натуральний білок, використовуваний командою з Фрайбурга, заснований на природному білку волокнистому, званому еластином. Дослідники розробили два синтетичні еластиноподібні білки, один з яких реагує на коливання кислотності середовища, а інший - на зміни температури.

Вчені об'єднали два білки за допомогою перехресного фотохімічного зв'язування, щоб сформувати шаруватий матеріал, якому можна легко надати форму, щоб задати напрямок його руху. Потім їм удалося викликати ритмічні скорочення за допомогою хімічного джерела палива, сульфіту натрію. У коливальній хімічній реакції, в якій кислотність змінюється циклами через особливий зв'язок декількох реакцій, додана енергія перетворювалася на механічну енергію.

Отже, дослідники змусили матеріал циклічно скорочуватися автономно. Вони також могли включати та вимикати скорочення за допомогою зміни температури. При цьому можна було запрограмувати певні стани матеріалу і знову скинути їх за допомогою іншого стимулу. Таким чином, вчені створили просту систему реалізації "заучування та забування" на матеріальному рівні.

Оскільки він отриманий з білка еластину, що зустрічається в природі, і виробляється за допомогою біотехнологічних засобів, наш матеріал відрізняється високою стійкістю, яка також актуальна для технічних застосувань, - пояснює Шиллер.
У майбутньому матеріал може бути доопрацьований для реагування на інші подразники, такі як електрика, концентрація солі в навколишньому середовищі та для споживання інших джерел енергії, наприклад, отриманої з біомаси. Ми перебуваємо в стані, коли ми можемо розробляти концепції білкового матеріалу, що імітують складні біологічні функції, навіть щодо пам'яті та навчання, - підсумував Шиллер.

У майбутньому фахівці припускають створювати білкові матеріали, які використовують АТФ, "валюту", якою обмінюються клітини, щоб використовувати нові підходи у біомедичних додатках, таких як регенерація тканин та нове покоління нанотехнологічних роботів для доставки ліків до людських органів.

<< Назад: Нанопори нагріваються під час проходження через них іонів 15.02.2022

>> Вперед: Освіта впливає тривалість життя 14.02.2022

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Приміальна клавіатура Seneca 05.05.2024

Клавіатури – невід'ємна частина нашої повсякденної роботи за комп'ютером. Однак однією з головних проблем, з якою стикаються користувачі, є шум, особливо у випадку преміальних моделей. Але з появою нової клавіатури Seneca від Norbauer & Co може змінитися. Seneca – це не просто клавіатура, це результат п'ятирічної роботи розробників над створенням ідеального пристрою. Кожен аспект цієї клавіатури, починаючи від акустичних властивостей до механічних характеристик, був ретельно продуманий і збалансований. Однією з ключових особливостей Seneca є безшумні стабілізатори, які вирішують проблему шуму, характерну для багатьох клавіатур. Крім того, клавіатура підтримує різні варіанти ширини клавіш, що робить її зручною для будь-якого користувача. І хоча Seneca поки не доступна для покупки, її реліз запланований на кінець літа. Seneca від Norbauer & Co є втіленням нових стандартів у клавіатурному дизайні. Її ...>>

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Управління об'єктами за допомогою повітряних потоків 04.05.2024

Розвиток робототехніки продовжує відкривати перед нами нові перспективи у сфері автоматизації та управління різними об'єктами. Нещодавно фінські вчені представили інноваційний підхід до управління роботами-гуманоїдами із використанням повітряних потоків. Цей метод обіцяє революціонізувати способи маніпулювання предметами та відкрити нові горизонти у сфері робототехніки. Ідея управління об'єктами за допомогою повітряних потоків не є новою, проте донедавна реалізація подібних концепцій залишалася складним завданням. Фінські дослідники розробили інноваційний метод, який дозволяє роботам маніпулювати предметами, використовуючи спеціальні повітряні струмені як "повітряні пальці". Алгоритм управління повітряними потоками, розроблений командою фахівців, ґрунтується на ретельному вивченні руху об'єктів у потоці повітря. Система керування струменем повітря, що здійснюється за допомогою спеціальних моторів, дозволяє спрямовувати об'єкти, не вдаючись до фізичного. ...>>

Породисті собаки хворіють не частіше, ніж безпородні 03.05.2024

Турбота про здоров'я наших вихованців – це важливий аспект життя кожного власника собаки. Однак існує поширене припущення про те, що породисті собаки більш схильні до захворювань у порівнянні зі змішаними. Нові дослідження, проведені вченими з Техаської школи ветеринарної медицини та біомедичних наук, дають новий погляд на це питання. Дослідження, проведене в рамках Dog Aging Project (DAP), що охопило понад 27 000 собак-компаньйонів, виявило, що чистокровні та змішані собаки в цілому однаково часто стикаються з різними захворюваннями. Незважаючи на те, що деякі породи можуть бути більш схильні до певних захворювань, загальна частота діагнозів у обох груп практично не відрізняється. Головний ветеринарний лікар Dog Aging Project, доктор Кейт Криві, зазначає, що існує кілька добре відомих захворювань, що частіше зустрічаються у певних порід собак, що підтримує думку про те, що чистокровні собаки більш схильні до хвороб. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Процесор із частотою 5 ГГц 14.06.2013

Вже влітку 2013 р. AMD планує розпочати постачання першого процесора для настільних ПК, який буде здатний працювати на частоті 5 ГГц. Компанія AMD у рамках виставки ігрової індустрії E3 у Лос-Анджелесі представила перший у світі процесор для персональних комп'ютерів, здатний працювати на тактовій частоті 5 ГГц, модель AMD FX-9590.

AMD FX-9590 під кодовим ім'ям Vishera базується на мікропроцесорній архітектурі Piledriver, яка є наступницею Bulldozer. Процесор володіє 8 ядрами і виготовляється на основі 32-нм технологічної норми. У компанії не розкрили технічні характеристики процесора, включаючи його енергоспоживання, проте, як пояснює DailyTech, йдеться про частоту активації технології Turbo Core, тобто в режимі підвищення тактової частоти. Орієнтовне значення базової частоти становить 4,5 ГГц.

Всі процесори, що входять до лінійки AMD FX, підтримують технологію Turbo Core, проте жоден з них не здатний працювати на частоті понад 4,2 ГГц. Енергоспоживання (TDP) найпотужніших із існуючих процесорів AMD FX становить 125 Вт.
Новий чіп, як і інші процесори сімейства, призначений для геймерів та ентузіастів. До його постачання AMD планує розпочати влітку 2013 р.

Крім AMD FX-9590, компанія представила модель FX-9370 із підтримкою частоти 4,7 ГГц. Він також базується на архітектурі Piledriver, має 8 ядер та виготовляється на базі 32-нм норми. Обидва процесори підтримують оверклокінг, тобто тактова частота, на якій вони здатні працювати, може бути збільшена.

Історія успіху AMD включає перше подолання рубежу в 1 ГГц в 2000 р., а також випуск перших по-справжньому 2- та 4-ядерних процесорів (усі ядра на одному кристалі) та випуск першого гібридного процесора (центральні та графічні ядра на одному кристалі) . Сьогодні AMD не володіє виробничими потужностями, а лише займається конструкторською діяльністю. У 2009 році заводи компанії були виділені в Globalfoundries, спільне підприємство з арабською інвестиційною компанією ATIC. Globalfoundries, зокрема, виробляє процесори AMD.

Дивіться повний Архів новин науки та техніки, новинок електроніки

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт