DET VAR 1N GANG 1T RNA & DNA
Teamet skaper proteinbasert materiale som kan stoppe supersonisk innvirkning i Kjemi Materials Science Team skaper proteinkomponent som kan stanse supersoniske innvirkninger av Katherine Moss, University of Kent!
Opprette et materiale som kan stoppe supersoniske påvirkninger
Designkonseptet til TSAM. a. Cartoon representasjon av proteinet talin, F = FERM-domene, R = rod domene, DD = dimerisering domene. R1-R3-regionen er vist i oransje. b. kontroll monovalent crosslinker 1 og den trivalente crosskinner 2, c. pGEL i brettet tilstand, grønne bokser = fleksible linkere, blå boks = R1-R3 domener av talin. d. resulterende gelasjon for hver crosslinker. e. Representasjon av den trearmede nettverksstrukturen dannet fra crosslinker 2 uten anvendt stamme. f. pGEL i fullstendig brettet tilstand presenterer lengde på ≈15 nm. g. Ved eksponering for stråler utvikler pGEL seg til en lineær streng av spiraler som strekker seg til ~65 nm i lengde. h. Når eksponert for høyere stamme, pGEL utfolder seg fullt ut i utvidet polypeptid, øker til en lengde på ~156 nm. Komplett refolding kan forekomme når stammen er fjernet. i. Representasjon av den trearmede nettverksstrukturen med anvendt stamme, forårsaker utvidelse av protein i åpen spiralform, øker fiberlengden. Kilde: BioRxiv (2022). DOI: 10.1101/2022.11.29.518433
Et team ved University of Kent, ledet av professorer Ben Goult og Jen Hiscock, har skapt og patentert et nytt sjokkabsorberende materiale som kan revolusjonere både forsvars- og planetvitenskapssektoren.
Denne nye proteinbaserte familien av materialer, kalt TSAM (Talin Shock Absorbing Materials), representerer det første kjente eksemplet på et SynBio (eller syntetisk biologi) materiale som er i stand til å absorbere supersoniske prosjektiler. Dette åpner døren for utvikling av neste generasjons bulletproof rustning og prosjektilfangstmaterialer for å muliggjøre studiet av hyperhastighetspåvirkninger i rommet og den øvre atmosfæren. (astrophysics).
Professor Ben Goult forklarte: "Vårt arbeid med proteinet talin, som er cellens naturlige sjokkabsorber, har vist at dette molekylet inneholder en rekke binære bryterdomener som åpner under spenning og fyller igjen når spenningen faller. Denne reaksjonen på kraft gir talin sine molekylære sjokkabsorberende egenskaper, og beskytter cellene våre mot effektene av store kraftendringer. Når vi polymeriserte talin til en TSAM, fant vi at de sjokkabsorberende egenskapene til talinmonomere ga materialet utrolige egenskaper. "
Teamet fortsatte med å demonstrere den virkelige anvendelsen av TSAMs, som utsatte dette hydrogelmaterialet for 1,5 km/s supersoniske påvirkninger - en hastighet som er raskere enn partikler i rommet som påvirker både naturlige og menneskeskapte objekter (vanligvis > 1 km / s) og mobbingshastigheter fra skytevåpen - som vanligvis faller mellom 0,4–1,0 km / sek. Videre oppdaget teamet at TSAMs ikke bare kan absorbere virkningen av basaltpartikler (~60 μM i diameter) og større stykker av aluminiumsskrapnel, men også bevare disse prosjektilene etter kollisjon.
Nåværende kropps rustning har en tendens til å bestå av et keramisk ansikt støttet av en fiberforsterket kompositt, som er tung og tung. Også, mens denne rustningen er effektiv i å blokkere kuler og shrapnel, blokkerer den ikke den kinetiske energien som kan resultere i bak rustning blunt traumer.
Videre er denne formen for rustning ofte irreversibelt skadet etter kollisjon, på grunn av kompromittert strukturell integritet som forhindrer videre bruk. Dette gjør integreringen av TSAMs i nye rustningsdesign et potensielt alternativ til disse tradisjonelle teknologiene, og gir en lettere, lengre varig rustning som også beskytter brukeren mot et bredere spekter av skader, inkludert de forårsaket av sjokk.
I tillegg gjør TSAMs evne til både å fange og bevare prosjektiler etter kollisjon det anvendelig innen luftfartssektoren, hvor det er behov for energidisperrerende materialer for å muliggjøre effektiv innsamling av romskrot, romstøv og mikrometeoroider for videre vitenskapelig studie.
Videre, disse fangede prosjektiler lette aerospace utstyr design, forbedrer sikkerheten til astronauter og lang levetid av kostbar luftfart utstyr. Her kan TSAMs gi et alternativ til industristandard aerogels - som er utsatt for å smelte på grunn av temperaturøkning som følge av prosjektilskudd.
Professor Jen Hiscock sa: "Dette prosjektet oppsto fra et tverrfaglig samarbeid mellom grunnleggende biologi, kjemi og materialvitenskap som har resultert i produksjonen av denne fantastiske nye klassen av materialer. Vi er veldig begeistret over de potensielle oversettelsesmulighetene til TSAMs for å løse virkelige problemer. Dette er noe vi aktivt foretar forskning i med støtte fra nye samarbeidspartnere innen forsvars- og luftfartssektoren."
Arbeidet er publisert på bioRxiv preprint server.
Mer informasjon: Jack A. Doolan et al, neste generasjons proteinbaserte materialer fange og bevare prosjektiler fra supersoniske påvirkninger, bioRxiv (2022). DOI: 10.1101/2022.11.29
Opprette et materiale som kan stoppe supersoniske påvirkninger
Designkonseptet til TSAM. a. Cartoon representasjon av proteinet talin, F = FERM-domene, R = rod domene, DD = dimerisering domene. R1-R3-regionen er vist i oransje. b. kontroll monovalent crosslinker 1 og den trivalente crosskinner 2, c. pGEL i brettet tilstand, grønne bokser = fleksible linkere, blå boks = R1-R3 domener av talin. d. resulterende gelasjon for hver crosslinker. e. Representasjon av den trearmede nettverksstrukturen dannet fra crosslinker 2 uten anvendt stamme. f. pGEL i fullstendig brettet tilstand presenterer lengde på ≈15 nm. g. Ved eksponering for stråler utvikler pGEL seg til en lineær streng av spiraler som strekker seg til ~65 nm i lengde. h. Når eksponert for høyere stamme, pGEL utfolder seg fullt ut i utvidet polypeptid, øker til en lengde på ~156 nm. Komplett refolding kan forekomme når stammen er fjernet. i. Representasjon av den trearmede nettverksstrukturen med anvendt stamme, forårsaker utvidelse av protein i åpen spiralform, øker fiberlengden. Kilde: BioRxiv (2022). DOI: 10.1101/2022.11.29.518433
Et team ved University of Kent, ledet av professorer Ben Goult og Jen Hiscock, har skapt og patentert et nytt sjokkabsorberende materiale som kan revolusjonere både forsvars- og planetvitenskapssektoren.
Denne nye proteinbaserte familien av materialer, kalt TSAM (Talin Shock Absorbing Materials), representerer det første kjente eksemplet på et SynBio (eller syntetisk biologi) materiale som er i stand til å absorbere supersoniske prosjektiler. Dette åpner døren for utvikling av neste generasjons bulletproof rustning og prosjektilfangstmaterialer for å muliggjøre studiet av hyperhastighetspåvirkninger i rommet og den øvre atmosfæren. (astrophysics).
Professor Ben Goult forklarte: "Vårt arbeid med proteinet talin, som er cellens naturlige sjokkabsorber, har vist at dette molekylet inneholder en rekke binære bryterdomener som åpner under spenning og fyller igjen når spenningen faller. Denne reaksjonen på kraft gir talin sine molekylære sjokkabsorberende egenskaper, og beskytter cellene våre mot effektene av store kraftendringer. Når vi polymeriserte talin til en TSAM, fant vi at de sjokkabsorberende egenskapene til talinmonomere ga materialet utrolige egenskaper. "
Teamet fortsatte med å demonstrere den virkelige anvendelsen av TSAMs, som utsatte dette hydrogelmaterialet for 1,5 km/s supersoniske påvirkninger - en hastighet som er raskere enn partikler i rommet som påvirker både naturlige og menneskeskapte objekter (vanligvis > 1 km / s) og mobbingshastigheter fra skytevåpen - som vanligvis faller mellom 0,4–1,0 km / sek. Videre oppdaget teamet at TSAMs ikke bare kan absorbere virkningen av basaltpartikler (~60 μM i diameter) og større stykker av aluminiumsskrapnel, men også bevare disse prosjektilene etter kollisjon.
Nåværende kropps rustning har en tendens til å bestå av et keramisk ansikt støttet av en fiberforsterket kompositt, som er tung og tung. Også, mens denne rustningen er effektiv i å blokkere kuler og shrapnel, blokkerer den ikke den kinetiske energien som kan resultere i bak rustning blunt traumer.
Videre er denne formen for rustning ofte irreversibelt skadet etter kollisjon, på grunn av kompromittert strukturell integritet som forhindrer videre bruk. Dette gjør integreringen av TSAMs i nye rustningsdesign et potensielt alternativ til disse tradisjonelle teknologiene, og gir en lettere, lengre varig rustning som også beskytter brukeren mot et bredere spekter av skader, inkludert de forårsaket av sjokk.
I tillegg gjør TSAMs evne til både å fange og bevare prosjektiler etter kollisjon det anvendelig innen luftfartssektoren, hvor det er behov for energidisperrerende materialer for å muliggjøre effektiv innsamling av romskrot, romstøv og mikrometeoroider for videre vitenskapelig studie.
Videre, disse fangede prosjektiler lette aerospace utstyr design, forbedrer sikkerheten til astronauter og lang levetid av kostbar luftfart utstyr. Her kan TSAMs gi et alternativ til industristandard aerogels - som er utsatt for å smelte på grunn av temperaturøkning som følge av prosjektilskudd.
Professor Jen Hiscock sa: "Dette prosjektet oppsto fra et tverrfaglig samarbeid mellom grunnleggende biologi, kjemi og materialvitenskap som har resultert i produksjonen av denne fantastiske nye klassen av materialer. Vi er veldig begeistret over de potensielle oversettelsesmulighetene til TSAMs for å løse virkelige problemer. Dette er noe vi aktivt foretar forskning i med støtte fra nye samarbeidspartnere innen forsvars- og luftfartssektoren."
Arbeidet er publisert på bioRxiv preprint server.
Mer informasjon: Jack A. Doolan et al, neste generasjons proteinbaserte materialer fange og bevare prosjektiler fra supersoniske påvirkninger, bioRxiv (2022). DOI: 10.1101/2022.11.29
Kommentarer
Legg inn en kommentar