3D-печать не является изобретением человека. Это обескураживающее открытие, которое вытекает из исследования опубликованный Природа связи командой под руководством Флориан Райбл: морские черви Платинерейс думерилии изготовлять натуральный хитин наращивать щетину слой за слоем, как это делает 3D-принтер. Элегантный и чрезвычайно точный процесс с точностью до микрометра. Это открытие не только проливает новый свет на вид, считающийся «живым ископаемым», но и открывает захватывающие сценарии для разработки новых биоматериалов и медицинских приложений.
По частям
Меня завораживает, как природа разработала такие сложные методы производства за миллионы лет до того, как мы, люди, их «изобрели». Настоящими главными действующими лицами этого процесса являются специализированные клетки червей. Они производят натуральный хитин с помощью удлиненных поверхностных структур, называемых микроворсинки, которые работают таким образом удивительно похожи на сопла 3D-принтер.
«Процесс начинается с кончика щетины, затем следует средняя часть и, наконец, основание. Готовые детали выталкиваются все дальше и дальше из корпуса. «В этом процессе разработки важные функциональные блоки создаются один за другим, деталь за деталью», — пояснил он. Райбл.
Точность этого биологического механизма невероятна: Микроворсинки со временем меняют форму и количество, создавая сложные геометрические структуры, такие как отдельные зубцы на кончике щетинки, с точностью до микрона.
Натуральный хитин: универсальный и адаптивный
Еще один необычный аспект натуральный хитин производимого этими морскими кольчатыми червями, является его универсальность. Всего за два дня эти структуры проходят путь от первоначального формирования до полной зрелости, готовой помогать червю в его водной жизни. Кроме того, щетинки могут принимать различную форму и длину в зависимости от потребностей червя и условий окружающей среды. Они могут становиться короче или длиннее, более заостренными или плоскими, идеально приспосабливаясь к условиям, в которых живет организм.
Чтобы понять этот увлекательный биологический процесс, исследователям пришлось прибегнуть к передовым методам визуализации. Они создали подробные 3D-модели с использованием Последовательная блочная сканирующая электронная микроскопия, получив беспрецедентное понимание этого биологического процесса. Таким образом, точное изменение количества и формы этих микроворсинок с течением времени является ключом к моделированию геометрических структур отдельных щетинок с поразительной точностью.
Будущие применения натурального хитина
Это открытие интересно не только с биологической точки зрения, но и может иметь важные практические последствия. Понимание этого биологического процесса может привести к разработке новых медицинских изделий и материалов, разлагаемых естественным путем.
Например, хитин кальмара уже используется в качестве «сырья для производства особенно хорошо переносимых раневых повязок». Кто знает, какие еще применения можно будет найти, если глубже понять эти естественные процессы образования хитина. Еще раз, Мастер Биомимикрия, мы преклоняемся перед вами.
