С тех пор как на уроке науки я узнал, что современное инжинирование существует всего пару столетий, меня заинтересовал вопрос о том, насколько ограничено наше время для совершенствования используемых материалов.
В отличие от нас, природа имеет миллиарды лет для оттачивания своих материалов, что заставляет наши двести лет экспериментов казаться мгновением. Например, гигантские секвойи способны нести огромные нагрузки, выдерживать экстремальные температуры и защищаться от солнечных лучей, при этом их основа — материал на основе сахара.
Учёные выявили этот материал как наноцеллюлозу, тонкое волокно, которое по весу примерно в десять раз прочнее стали. Однако, несмотря на все разговоры о потенциале наноцеллюлозы, её невозможно просто заказать в больших объёмах онлайн. Исследователи из Еврейского университета в Израиле совместно со шведскими партнёрами разработали способ промышленного производства наноцеллюлозы, используя отходы бумажной промышленности вместо вырубки деревьев. Это позволяет добавлять наноцеллюлозу к другим волокнам, таким как хлопок, создавая новые ткани с выдающейся прочностью.
Кроме растений, насекомые также создают удивительные материалы. Например, кошачья блоха использует белок резилин для прыжков, превышающих её собственную высоту в сто раз. Резилин обладает невероятной эластичностью, эффективно сохраняя и высвобождая энергию, и теперь его можно производить, внедрив ДНК блохи в растения.
Учёные даже объединили наноцеллюлозу с резилином, создав сверхпрочный, эластичный и прозрачный материал, который может быть идеальным для спортивной обуви или неразрушимых сенсорных экранов. Ещё один впечатляющий пример — производство человеческого коллагена в трансгенных табачных растениях, что обеспечивает более безопасный и свежий источник по сравнению с коллагеном из животных или человеческих тел.
Полученный из растений коллаген можно использовать для создания медицинских имплантатов, таких как искусственные сухожилия или сердечные клапаны, которые будут прочнее и долговечнее аналогов из старых тканей. Представляется удивительным, что в будущем имплантаты могут функционировать лучше, чем оригинальные части тела до травмы.
Учёные сейчас стремятся использовать ДНК «книгу» жизни, написанную за миллиарды лет, чтобы направлять нас в создании передовых, вдохновлённых природой материалов. Будучи старшеклассником, я нахожу все это невероятно захватывающим, поскольку это показывает, что нам не нужно постоянно изобретать всё заново — мы можем учиться у величайших изобретений природы.
Comments