Новые умные материалы могут пользоваться биологическими сигнальными процессами
Москва, 10:16, 19 Июл 2018, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Ученые из Фрайбургского университета разработали материальные системы, состоящие из биологических компонентов и композитов, способные воспринимать и обрабатывать информацию.
Эти биогибридные структуры были созданы для выполнения определенных функций, вроде подсчета импульсов для высвобождения биоактивных веществ в правильное время или выявления в молоке ферментов и мелких молекул, сообщает sciencedaily.com. Исследователи представили результаты своей работы в трех журналах: Advanced Materials, Data in Brief и Materials Today.
Живые (клетки и организмы) и электронные (вроде компьютеров) системы реагируют на разные входные сигналы и отличаются по производительности. Однако, оба типа имеют способность обрабатывать информацию. За последние 20 лет ученые активно использовали принципы электротехники в разработке и создании живых клеток, воспринимающих и обрабатывающих сигналы для выполнения нужной задачи. Данная сфера называется синтетической биологией.
«Благодаря растущему пониманию сигнальных процессов, мы можем перенести биологические модули из этой области в материалы, — сказал ведущий исследователь, профессор Вилфрид Вебер. – Основной проблемой в создании таких умных структур была оптимальная подгонка активности элементов. Как и в компьютерах, несовместимость отдельных компонентов может сломать всю систему. Ключом к решению вопроса стали количественные математические модели, разработанные профессором Дженсом Тиммером и доктором Рафаэлем Энгессером».
Ключевым преимуществом таких систем Ханна Вагнер, первый автор работы, считает универсальность. Концепция модульного дизайна позволяет создавать биогибридные материалы, обрабатывающие различные физические, химические и биологические сигналы для выполнения желаемых функций, вроде усиления импульса, хранения информации или контролируемого выделения биоактивных молекул. Такие свойства делают структуры перспективным продуктом для исследований и медицины.
