Φακός από Ιστό Αράχνης: Η Επιστήμη Αγγίζει τη Φαντασία
Τι κοινό μπορεί να έχει ένας ιστός αράχνης με την προηγμένη οπτική τεχνολογία; Περισσότερα απ’ όσα φαντάζεστε. Επιστήμονες έκαναν μια αναπάντεχη ανακάλυψη: ο ιστός ορισμένων ειδών αράχνης μπορεί να αποτελέσει τη βάση για τη δημιουργία βιολογικών φακών υψηλής ακρίβειας.
Από την επιστημονική φαντασία στην πραγματικότητα
Μοιάζει με σενάριο από ταινία της Marvel, αλλά είναι απολύτως αληθινό. Ερευνητές ανακάλυψαν τυχαία ότι το μετάξι ενός συγκεκριμένου είδους αράχνης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή μικροσκοπικών φακών, ικανών να λειτουργούν σε νανοκλίμακα.
Γιατί ο ιστός;
Το dragline silk – το βασικό μετάξι που χρησιμοποιούν οι αράχνες για να υφάνουν τον ιστό τους – διαθέτει ιδιότητες που εντυπωσιάζουν: δείκτης διάθλασης περίπου 1,55 (παρόμοιος με το γυαλί), υψηλή ελαστικότητα, εξαιρετική αντοχή και πλήρη βιοσυμβατότητα. Ιδανικό, λοιπόν, για ιατρικές και τεχνολογικές εφαρμογές.
«Η υψηλή ελαστικότητα, το ιξώδες και η εφελκυστική αντοχή του το καθιστούν ένα εξαιρετικό φυσικό υλικό», αναφέρει ο καθηγητής Cheng-Yan Liu από το Εθνικό Πανεπιστήμιο Yanming.
Πώς κατασκευάζεται ο φακός
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μετάξι από την ευρωπαϊκή αράχνη-θεριστή. Από τους αδένες της εξήγαγαν ένα ισχυρό νήμα, το οποίο λειάνθηκε, επικαλύφθηκε με κερί και ρητίνη, και στη συνέχεια θερμάνθηκε. Οι σταγόνες ρητίνης δημιούργησαν φυσικούς θόλους στο μετάξι – μικροσκοπικούς φακούς που στερεοποιήθηκαν στο φούρνο.
Φακοί βιολογικής ακριβείας
Αυτοί οι «φυσικοί φακοί» δημιουργούν φωτονικές νανοδομές (Photonic Nanojets – PNJs), χρήσιμες στη βιοϊατρική απεικόνιση, τη μικροσκοπία και τη χειρουργική. Το μεγάλο τους πλεονέκτημα; Πολύ χαμηλότερο κόστος και απλούστερη παραγωγή σε σύγκριση με τις συμβατικές μεθόδους.
«Ο εύκαμπτος θολωτός φακός από μετάξι επιτρέπει την απεικόνιση νανοδομών σε διαφορετικά βάθη ιστού», εξηγεί ο Liu.
Μέλλον στην ιατρική και όχι μόνο
Το σχήμα και το μέγεθος του φακού επηρεάζουν την ποιότητα της εικόνας. Οι ερευνητές κατέληξαν πως ένας μεσαίου μεγέθους, επικαλυμμένος θολωτός φακός προσφέρει τα καλύτερα αποτελέσματα. Η φυσική του ευελιξία και η βιοσυμβατότητά του τον καθιστούν ιδανικό για χρήση σε ζωντανούς ιστούς.
«Οι φυσικές ίνες μεταξιού παρουσιάζουν τεράστιο ενδιαφέρον για εφαρμογές οπτικής απεικόνισης και ανίχνευσης. Ένας βιολογικός φακός από μετάξι αράχνης είναι απολύτως εφικτός και αξίζει περισσότερη μελέτη», καταλήγει ο Liu.
www.bankingnews.gr
Από την επιστημονική φαντασία στην πραγματικότητα
Μοιάζει με σενάριο από ταινία της Marvel, αλλά είναι απολύτως αληθινό. Ερευνητές ανακάλυψαν τυχαία ότι το μετάξι ενός συγκεκριμένου είδους αράχνης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή μικροσκοπικών φακών, ικανών να λειτουργούν σε νανοκλίμακα.
Γιατί ο ιστός;
Το dragline silk – το βασικό μετάξι που χρησιμοποιούν οι αράχνες για να υφάνουν τον ιστό τους – διαθέτει ιδιότητες που εντυπωσιάζουν: δείκτης διάθλασης περίπου 1,55 (παρόμοιος με το γυαλί), υψηλή ελαστικότητα, εξαιρετική αντοχή και πλήρη βιοσυμβατότητα. Ιδανικό, λοιπόν, για ιατρικές και τεχνολογικές εφαρμογές.
«Η υψηλή ελαστικότητα, το ιξώδες και η εφελκυστική αντοχή του το καθιστούν ένα εξαιρετικό φυσικό υλικό», αναφέρει ο καθηγητής Cheng-Yan Liu από το Εθνικό Πανεπιστήμιο Yanming.
Πώς κατασκευάζεται ο φακός
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μετάξι από την ευρωπαϊκή αράχνη-θεριστή. Από τους αδένες της εξήγαγαν ένα ισχυρό νήμα, το οποίο λειάνθηκε, επικαλύφθηκε με κερί και ρητίνη, και στη συνέχεια θερμάνθηκε. Οι σταγόνες ρητίνης δημιούργησαν φυσικούς θόλους στο μετάξι – μικροσκοπικούς φακούς που στερεοποιήθηκαν στο φούρνο.
Φακοί βιολογικής ακριβείας
Αυτοί οι «φυσικοί φακοί» δημιουργούν φωτονικές νανοδομές (Photonic Nanojets – PNJs), χρήσιμες στη βιοϊατρική απεικόνιση, τη μικροσκοπία και τη χειρουργική. Το μεγάλο τους πλεονέκτημα; Πολύ χαμηλότερο κόστος και απλούστερη παραγωγή σε σύγκριση με τις συμβατικές μεθόδους.
«Ο εύκαμπτος θολωτός φακός από μετάξι επιτρέπει την απεικόνιση νανοδομών σε διαφορετικά βάθη ιστού», εξηγεί ο Liu.
Μέλλον στην ιατρική και όχι μόνο
Το σχήμα και το μέγεθος του φακού επηρεάζουν την ποιότητα της εικόνας. Οι ερευνητές κατέληξαν πως ένας μεσαίου μεγέθους, επικαλυμμένος θολωτός φακός προσφέρει τα καλύτερα αποτελέσματα. Η φυσική του ευελιξία και η βιοσυμβατότητά του τον καθιστούν ιδανικό για χρήση σε ζωντανούς ιστούς.
«Οι φυσικές ίνες μεταξιού παρουσιάζουν τεράστιο ενδιαφέρον για εφαρμογές οπτικής απεικόνισης και ανίχνευσης. Ένας βιολογικός φακός από μετάξι αράχνης είναι απολύτως εφικτός και αξίζει περισσότερη μελέτη», καταλήγει ο Liu.
www.bankingnews.gr
Σχόλια αναγνωστών