دانشمندان دانشگاه Tufts و همکارانشان، نوعی کامپوزیت جدید مبتنی بر سیلیکا ساخته‌اند. این محققان خانواده جدیدی از پروتئین‌های امتزاج‌دهنده را برای ساخت نانوکامپوزیت‌های جدید، طراحی و سنتز کرده‌اند که خواص و ویژگی‌های تار عنکبوت و بیوسیلیکا را با هم دارا هستند.
ایجاد نانوکامپوزیت‌های جدید با پروتئین‌های امتزاج دهنده
دانشمندان دانشگاه Tufts و همکارانشان، نوعی کامپوزیت جدید مبتنی بر سیلیکا ساخته‌اند. این محققان خانواده جدیدی از پروتئین‌های امتزاج‌دهنده را برای ساخت نانوکامپوزیت‌های جدید، طراحی و سنتز کرده‌اند که خواص و ویژگی‌های تار عنکبوت و بیوسیلیکا را با هم دارا هستند.
اسکلت‌های مبتنی بر سیلیکا در طبیعت، نانوکامپوزیت‌هایی را تشکیل می‌دهند که برخی اجزای آلی در آنها مانند پروتئین‌ها، هم بخش کارکردی این ساختار هستند و هم به تشکیل بخش سیلیکایی این ساختارها کمک می‌کنند. تار عنکبوت نیز نوعی پروتئین مشتق شده که قابلیت تولید الیافی با خواص مکانیکی قابل توجهی را دارد.
این محققان بخش‌هایی از پروتئین MaSp1، از تار یک نوع عنکبوت را با پپتید R5 نوعی دیاتومه ترکیب کردند. پروتئین تار عنکبوت توانایی کنترل ساختار و مورفولوژی در حین خودسازمان‌دهی را به دست آورد، در حالی که پپتید R5 رسوب سیلیکا را تحت شرایط محدود (pH خنثی و دمای کم) تسریع می‌کند. با تبدیل این مواد به ترکیب معدنی در حضور پروتئین‌های امتزاج‌دهنده، مواد نانوکامپوزیتی با ذرات سیلیکا به قطر ۵/۰ تا ۲ میکرون تولید می‌شوند. استفاده از این پروتئین‌ها سبب توزیع محدودتر و کمتر اندازه ذرات سیلیکا می‌شود.
این فرآیند از دو جنبه دارای اهمیت است: اول توانایی طراحی مواد با کارآیی بالا از طریق مهندسی ژنتیک که منجر به ترکیبات جدید مواد می‌شود و دوم این که کل فرآیند در آب و تحت شرایط محدود روی می‌دهد. علاوه بر این بخش پروتئینی که مسئول تشکیل سیلیکا است می‌تواند با انواع دیگر جایگزین شده و امکان تولید مواد دیگر از قبیل هیدروکسی آپاتیت، اکسید روی و ژرمنیا را فراهم کند. این روش قادر به توسعه بیومواد جدید در محیط مصنوعی و بافت زنده خواهد بود.
