Silkkitoukkien tuottama silkkikuitu on vuosituhansien ajan ollut arvostettu vahva mutta kevyt ja ylellinen materiaali. Pittsburghin Swansonin teknillisen korkeakoulun tutkimuksen mukaan silkki yhdistettynä hiilinanoputkiin voi johtaa uuden sukupolven biolääketieteellisiin laitteisiin ja kertakäyttöiseen biohajoavaan elektroniikkaan.
Silkki on mielenkiintoinen materiaali, jonka mahdollisuuksia useille kehittyville sovelluksille, kuten joustavaksi bioelektroniikaksi, insinööritkin ovat alkaneet arvostaa. Sillä on ainutlaatuinen bioyhteensopivuus, biohajoavuus ja mekaaninen joustavuus.
- Jos haluamme käyttää silkkiä tällaisiin sovelluksiin, emme halua sen olevan kuitujen muodossa. Pikemminkin haluamme regeneroida silkkiproteiineja, joita kutsutaan fibroiineiksi sellaisten kalvojen muodossa, joilla on halutut optiset, mekaaniset ja kemialliset ominaisuudet, toteaa Swansonin apulaisprofessori Mostafa Bedewy.
Regeneroidut silkkikuidut (RSF) ovat kuitenkin tyypillisesti kemiallisesti epästabiileja vedessä ja kärsivät heikommista mekaanisista ominaisuuksista johtuen fibroiiniproteiinien molekyylirakenteen vaikeasta hallinnasta RSF-kalvoissa. Bedewy ja hänen NanoProduct Lab -ryhmänsä, jotka työskentelevät myös hiilinanoputkien (CNT) parissa, ajattelivat, että nanoputkien ja fibroiinien väliset molekylaariset vuorovaikutukset voivat mahdollistaa RSF-proteiinien rakenteen virittämisen.
- Yksi hiilinanoputkien mielenkiintoisista piirteistä on, että niitä voi lämmittää mikroaaltosäteilyllä. Lämmitys yhdistettynä liuotinhöyrykäsittelyyn tarjoaa hallintamekanismin proteiinin rakenteelle. Näin saatiin aikaan joustava ja läpinäkyvä kalvo, joka on verrattavissa synteettisiin polymeereihin.
Näitä RSF-CNT-kalvoja on mahdollisuus käyttää joustavaan elektroniikkaan, biolääketieteellisiä laitteisiin ja elektroniikkaan, kuten antureihin, joita käytetään halutun ajan kehon sisällä tunneista viikkoihin ja sitten liueten pois luonnollisesti.
Tutkijat haluavat edelleen tutkia ja kehittää skaalautuvia valmistusprosesseja luonnonsilkin koteloimiseen ja niiden muuntamiseksi toimiviksi ohutkalvoiksi seuraavan sukupolven puettaville ja implantoitaville elektronisille laitteille.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 6.11.2018
