Synthetische Spinnenseide Produktion im Labormaßstab

Yang Hsia; Eric Gnesa; Ryan Pacheco; Kristin Kohler; Felicia Jeffery; Craig Vierra

doi:10.3791/4191

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Methodenartikel

Synthetische Spinnenseide Produktion im Labormaßstab

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DOI:

10.3791/4191

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18. Juli 2012

Yang Hsia¹ , Eric Gnesa¹ , Ryan Pacheco¹ , Kristin Kohler¹ , Felicia Jeffery¹ , Craig Vierra¹

¹Department of Biological Sciences, University of the Pacific

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Trotz der hervorragenden mechanischen und biochemischen Eigenschaften von Spinnenseide, kann dieses Material nicht in großen Mengen mit konventionellen Mitteln gewonnen werden. Hier beschreiben wir eine wirksame Strategie, um künstliche Spinnenseide, die ein wichtiger Prozess für die Ermittler Studium Spinnenseide Herstellung und ihre Verwendung als Next-Generation-Biomaterialien ist zu spinnen.

Zusammenfassung

Wie die Gesellschaft fortschreitet und die Ressourcen werden knapper, wird es immer wichtiger, neue Technologien zu kultivieren, dass Ingenieur Biomaterialien nächsten Generation mit hoher Performance Eigenschaften. Die Entwicklung dieser neuen strukturellen Materialien muss schnell, kostengünstig und beinhalten Verarbeitungsverfahren und Produkte, die umweltfreundlich und nachhaltig sind. Spinnen spinnen eine Vielzahl von verschiedenen Fasertypen mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften und bietet eine reiche Quelle der nächsten Generation technischen Werkstoffen für Bionik, dass Rivalen die besten künstlichen und natürlichen Materialien. Da die Aufnahme von großen Mengen der natürlichen Spinnenseide ist unpraktisch, hat Kunstseide Produktion die Möglichkeit, Wissenschaftler mit Zugang zu einem unbegrenzten Vorrat an Themen zu bieten. Deshalb, wenn das Spinnverfahren können gestrafft und perfektioniert haben künstliche Spinne Fasern die mögliche Verwendung für ein breites Spektrum von Anwendungen, die von Body Armor, chirurgisches Nahtmaterials, Kabel und Seile, Reifen, Saiten für Musikinstrumente, und Verbundwerkstoffe für Luft-und Raumfahrttechnik. Um die Kunstseide Produktion voranzubringen und zu Fasern, die geringe Varianz zeigen in ihren materiellen Eigenschaften von Spin zu drehen nachgeben, entwickelten wir eine Nassverspinnen Protokoll, das die Expression von rekombinanten Spinnenseide Proteine in Bakterien, Reinigung und Konzentration der Proteine integriert , gefolgt von Faserextrusion und mechanische Nachbearbeitung Spin Behandlung. Dies ist das erste visuelle Darstellung, die eine Schritt-für-Schritt-Prozess zeigt sich zu drehen und zu analysieren, Kunstseide Fasern im Labormaßstab. Es liefert auch Informationen, um die Einführung der Variabilität zwischen den Fasern aus dem gleichen Spinnlösung versponnen zu minimieren. Zusammen werden diese Methoden treiben den Prozess der Kunstseide Produktion, was zu höherer Qualität Fasern, die natürliche Spinnenseide zu übertreffen.

Einleitung

Spinnenseide verfügt über hervorragende mechanische Eigenschaften, die heraus führt mehrere künstlichen Materialien, einschließlich hochfestem Stahl, Kevlar und Nylon. ¹ Spinnen spinnen mindestens 6-7 unterschiedliche Fasertypen, die unterschiedliche mechanische Eigenschaften zeigen, die jeweils mit unterschiedlichen Mengen an Zugfestigkeit und Erweiterbarkeit ausgelegt um spezifische biologische Aufgaben zu erfüllen. ² Forschung Wissenschaftler werden schnell verfolgt die Verwendung von Spinnenseide als Biomaterial nächsten Generation aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften, ihrer Biokompatibilität und ihre nicht-toxisch und gr....