Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Offbeat

Bagaimana laba-laba memintal sutra rakitannya sendiri? Ahli biokimia mempersembahkan model baru tentang bagaimana sutera laba-laba dibuat – ScienceDaily


Dari semua topik menarik di bidang penelitian material dan biokimia, salah satu yang terpanas sejauh ini adalah mengungkap misteri sutera laba-laba.

Seringkali diklaim sebagai ‘lebih kuat dari baja’, serat berbasis protein memiliki potensi untuk mengubah dunia material seperti yang kita kenal. Namun, meskipun telah dilakukan penelitian selama puluhan tahun, tidak ada yang mampu memproduksi sutra laba-laba secara massal, terutama karena metode pembuatannya yang pasti masih diselimuti misteri.

Sebagai langkah untuk memahami cara kerja bagian dalamnya, para peneliti di Sekolah Pascasarjana Universitas Kyoto melaporkan model baru untuk perakitan sutra laba-laba, melaporkan bahwa kunci ‘pemintalan’ sutera laba-laba adalah kombinasi pengasaman dan proses yang dikenal sebagai cairan-cair. pemisahan fase, atau LLPS.

“Sutra laba-laba terbuat dari protein yang disebut spidroins. Laba-laba memiliki kelenjar yang padat berisi spidroins dalam keadaan cair yang disebut obat bius,” jelas Ali D Malay penulis studi tersebut, yang diterbitkan di Kemajuan Sains.

“Cairan ini dengan cepat diubah menjadi sutra yang keras dan strukturnya rumit. Untuk menyelidiki bagaimana tepatnya ini dilakukan, kami memutuskan untuk kembali ke papan gambar dan melihat spidroins itu sendiri. Jadi kami mengembangkan spidroins buatan yang sangat mirip dengan yang ditemukan di alam. “

Mengembangkan protein bukanlah tugas yang mudah, tetapi mereka menggunakan spidroins spesifik yang disebut MaSp2, salah satu protein sutera laba-laba yang lebih umum, dan dapat larut dalam air.

Setelah mengisolasi protein sutra laba-laba buatan mereka, tim tersebut mulai mengamati aktivitasnya di bawah kondisi kimiawi yang berbeda, dengan maksud untuk memahami perubahan kimia penting apa yang diperlukan agar fase cair menjadi padat.

“Kami pertama kali melihat protein berkumpul menjadi kelompok-kelompok kecil. Tetapi ketika kami menambahkan kalium fosfat, protein itu langsung mengembun menjadi tetesan besar dengan kepadatan tinggi,” jelas Malay. “Ini adalah fenomena yang dikenal sebagai pemisahan fase cair-cair – ini terjadi cukup sering di dalam sel – dan saat itulah tetesan cairan mengubah ukuran dan kepadatannya sesuai dengan lingkungan sekitarnya.”

Tapi ini hanya satu bagian dari teka-teki. Apa yang diperlukan untuk membuat fase cair ini menjadi serat sutra yang kita kenal dengan baik? Kuncinya adalah pH. Saat tim menurunkan pH larutan, gumpalan mulai menyatu, membentuk jaringan serat yang halus.

Baik LLPS maupun pembentukan jaringan fiber terjadi secara spontan sehingga dapat terlihat secara real time. Selain itu, ketika jaringan serat ditempatkan di bawah tekanan mekanis, ia mulai mengatur dirinya sendiri menjadi struktur hierarki seperti sutra laba-laba.

“Sutra laba-laba sering kali melampaui bahan buatan manusia yang paling canggih saat ini, dan membuat serat sintetis ini sering kali bergantung pada pelarut organik yang berbahaya dan suhu tinggi. Yang luar biasa di sini adalah kami dapat membentuk sutera laba-laba menggunakan air sebagai pelarut, dan pada suhu kamar,” kesimpulan Keiji Numata yang memimpin penelitian.

“Jika kita bisa belajar meniru mekanisme pemintalan sutera laba-laba, hal itu bisa berdampak besar pada masa depan manufaktur.”

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas Kyoto. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Hongkong Prize