Сделать стартовой  |  Добавить в избранное  |  RSS 2.0  |  Информация авторамВерсия для смартфонов
           Telegram канал ОКО ПЛАНЕТЫ                Регистрация  |  Технические вопросы  |  Помощь  |  Статистика  |  Обратная связь
ОКО ПЛАНЕТЫ
Поиск по сайту:
Авиабилеты и отели
Регистрация на сайте
Авторизация

 
 
 
 
  Напомнить пароль?



Телеграм канал Z-Операция Клеточные концентраты растений от производителя по лучшей цене


Навигация

Реклама

Важные темы


Анализ системной информации

» » » Учёные обнаружили синтетическую макромолекулу, похожую на спираль ДНК

Учёные обнаружили синтетическую макромолекулу, похожую на спираль ДНК


12-03-2019, 16:48 | Наука и техника / Новости науки и техники | разместил: Редакция ОКО ПЛАНЕТЫ | комментариев: (0) | просмотров: (1 723)

Международная команда учёных обнаружила, что макромолекулы одного из высокопрочных полимеров имеют необычную структуру. Называется материал PBDT (poly-2,2'-disulfonyl-4,4'-benzidine terephthalamide), это представитель ароматических полиамидов, или арамидов. Оказалось, макромолекула PBDT имеет форму двойной спирали, подобную форме молекулы ДНК. Удивление вызывает тот факт, что она синтетическая, то есть в природе не встречается.

"Этот полимер существует уже около 30 лет, и никто до сих пор не понял, что это двойная спираль. Двойные спирали в синтетических системах не встречаются. Это неслыханный случай", – объясняет руководитель научной группы химик Луис Мэдсен (Louis Madsen) из Политехнического университета Виргинии в США.

Открытие было сделано в рамках разработки полимерного ионного геля, способного заменить обычные электролиты в батареях, которые сегодня создаются на основе легковоспламеняющихся жидкостей (и это большая проблема).

Эксперименты показали, что полимер PBDT, смешиваясь с ионами в жидкости, образует твёрдый электролит, подходящий для аккумуляторов энергии.

"Мы обнаружили, что этот электролит имеет очень хорошую проводимость, а также является механически жёстким. Но мы захотели понять, почему он работает так хорошо", – рассказывает Мэдсен.

Его команда использовала несколько различных методик, чтобы исследовать полимер.

В частности, учёные прибегли к рентгеновской дифракции (к слову, благодаря этой методике в начале 1950-х годов было доказано, что молекулы ДНК имеют спиралевидную структуру). Затем они подтвердили свои результаты при помощи ЯМР-спектроскопии и метода молекулярной динамики.

Чтобы лучше изучить свойства полимера, специалисты создали беспрецедентные вычислительные модели.

"Имитация самосборки для формирования двойной спиральной структуры – я никогда не слышал об этом, кроме того, что это проделывали для ДНК. Но для симуляции [молекул полимера] это очень сложно. Однако это чудесным образом сработало. Мы испробовали множество разных условий, но результаты были надёжными, что дало нам уверенность, что это настоящая двойная спираль", – рассказывает соавтор работы Жуй Цяо (Rui Qiao) из Политехнического университета Виргинии.

Рентгенограмма макромолекулы PBDT (слева) напоминает изображение ДНК, полученное около 70 лет назад. Базовая молекулярная структура – вверху справа, компьютерное моделирование – внизу справа.
Рентгенограмма макромолекулы PBDT (слева) напоминает изображение ДНК, полученное около 70 лет назад. Базовая молекулярная структура – вверху справа, компьютерное моделирование – внизу справа.
Иллюстрация Virginia Tech.

Исследователи отмечают, что подобные структуры часто встречаются в природе, и хорошо известно, что они обладают важным преимуществом: имеют высокую жёсткость при изгибе. Так, молекула ДНК демонстрирует коэффициент жёсткости около 20 к 1.

Между тем коэффициент жёсткости молекул PBDT составляет 1000 к 1. То есть полимер входит в число рекордсменов по этому показателю.

Это пригодится для создания новых композитов – инженерных материалов, которые включают в себя несколько компонентов и демонстрируют "улучшенный" набор свойств. Примерами композитов могут служить зубные пломбы, фюзеляжи самолётов или автомобильные шины. В случае последних, к примеру, основным материалом – пластичной основой – служит резина, а дополнительную прочность ей придают армирующие волокна.

По словам учёных, для достижения характеристик, сравнимых с обычными усиливающими наполнителями в составе композитов, потребуется лишь небольшое количество полимера PBDT. А процесс его создания чрезвычайно простой и недорогой (что немаловажно).

"Если вы используете обычные наполнители в композите, их доля может составлять 10%, только в этом случае вы получите нужные свойства. Но PBDT имеет такие показатели, что хватит и 1-2%, чтобы значительно улучшить характеристики материала", – поясняет Мэдсен.

По его словам, полимер можно будет использовать для улучшения самых разных материалов, например, аэрокосмических. Композиты с включением полимера будут лёгкими и менее дорогими, чем их аналоги.

"Применение PBDT будет ограничено лишь нашим воображением. По мере того как люди будут узнавать об этом материале, они будут придумывать новые способы его применения. Что из этого получится, мы пока и представить не можем", – заключает Жуй Цяо.

Научная статья по итогам этой работы опубликована в журнале Nature Communications.

Кстати, ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о том, как "арматура" из нанотрубок помогла увеличить прочность материала будущего – графена. А морские ежи тем временем подсказали учёным секрет рекордно прочного цемента.



Источник: /nauka.vesti.ru.

Рейтинг публикации:

Нравится12



Комментарии (0) | Распечатать

Добавить новость в:


 

 
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Чтобы писать комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.





» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. Зарегистрируйтесь на портале чтобы оставлять комментарии
 


Новости по дням
«    Август 2022    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031 

Погода
Яндекс.Погода


Реклама

Опрос
Ваше мнение: Покуда территориально нужно денацифицировать Украину?




Реклама

Облако тегов
Аварии и ЧП на АЭС, Акция: Пропаганда России, Америка настоящая, Арктика и Антарктика, Блокчейн и криптовалюты, Воспитание, Высшие ценности страны, Геополитика, Импортозамещение, ИнфоФронт, Кипр и кризис Европы, Кризис Белоруссии, Кризис Британии Brexit, Кризис Европы, Кризис США, Кризис Турции, Кризис Украины, Любимая Россия, НАТО, Навальный, Новости Украины, Оружие России, Остров Крым, Правильные ленты, Россия, Сделано в России, Ситуация в Сирии, Ситуация вокруг Ирана, Скажем НЕТ Ура-пЭтриотам, Скажем НЕТ хомячей рЭволюции, Служение России, Солнце, Трагедия Фукусимы Япония, Хроника эпидемии, видео, коронавирус, новости, политика, сша, украина

Показать все теги
Реклама

Популярные
статьи



Реклама одной строкой

    Главная страница  |  Регистрация  |  Сотрудничество  |  Статистика  |  Обратная связь  |  Реклама  |  Помощь порталу
    ©2003-2020 ОКО ПЛАНЕТЫ

    Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам.
    Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+


    Map