Araştırmalarının çoğu, proteinler yanlış katlandığında veya "yanlış davrandığında" ne olduğuna ve bunun başta Alzheimer hastalığı olmak üzere sağlık ve insan hastalıklarıyla nasıl ilişkili olduğuna odaklandı.Örümcek ipeğine gücünü veren temel özelliklerden birinin, hidrojen bağlarının uzayda düzenli olarak ve çok yüksek yoğunlukta düzenlenmesi olduğunu bulundu. Proteinlerin moleküler kendi kendine organizasyon ve kendi kendine bir araya gelme eğilimi vardır ve özellikle bitki proteinleri bol miktarda bulunur ve gıda endüstrisinin yan ürünleri olarak sürdürülebilir bir şekilde kaynaklanabilir.
Bitki proteinlerinin kendi kendine birleşmesi hakkında çok az şey biliniyor ve bu bilgi boşluğunu doldurarak tek kullanımlık plastiklere alternatifler bulabileceğimizi bilmek heyecan vericidir. Tamamen farklı bir bileşime sahip bir protein olan soya proteini izolatı kullanarak örümcek ipeğinde bulunan yapıları başarıyla kopyalandı. Tüm proteinler polipeptit zincirlerinden yapıldığından, doğru koşullar altında bitki proteinlerinin örümcek ipeği gibi kendi kendine birleşmesini sağlanabilir. Bir örümcekte, ipek proteini sulu bir çözelti içinde çözülür ve daha sonra çok az enerji gerektiren bir döndürme işlemiyle son derece güçlü bir lif halinde birleşir.
Plastik yerine ipek malzemelerle doğrudan çalışıyorlar, ancak bunlar hala bir hayvan ürünüdür. Bir şekilde 'vegan örümcek ipeği' bulundu aynı malzeme örümcek olmadan oluşturuldu.
Plastiğin herhangi bir ikamesi başka bir polimer gerektirir. Doğada bol miktarda bulunan ikisi polisakaritler ve polipeptitlerdir. Selüloz ve nanoselüloz polisakkaritlerdir ve bir dizi uygulama için kullanılmıştır, ancak genellikle güçlü malzemeler oluşturmak için bir tür çapraz bağlama gerektirir. Proteinler kendiliğinden birleşir ve herhangi bir kimyasal değişiklik olmaksızın ipek gibi güçlü malzemeler oluşturabilirler, ancak onlarla çalışmak çok daha zordur.
Araştırmacılar, soya fasulyesi yağı üretiminin bir yan ürünü olarak kolayca bulunabildiğinden, test bitki proteini olarak soya proteini izolatı (SPI) kullandılar. SPI gibi bitki proteinleri suda çok az çözünürler, bu da düzenli yapılara kendi kendine birleşmelerini kontrol etmeyi zorlaştırır.
Yeni teknik, SPI'nin çözünürlüğünü iyileştirmek için ultrasonikasyon ve yüksek sıcaklıklarla birlikte çevre dostu bir asetik asit ve su karışımı kullanır. Bu yöntem, hidrojen bağı oluşumu tarafından yönlendirilen gelişmiş moleküller arası etkileşimlere sahip protein yapıları üretir. İkinci aşamada çözücü uzaklaştırılır, bu da suda çözünmeyen bir film ile sonuçlanır. Malzeme, düşük yoğunluklu polietilen gibi yüksek performanslı mühendislik plastiklerine eşdeğer bir performansa sahiptir.
0 YORUM