Биотехнологии, помогающие создать искусственную броню

Современные разработки ученых способны удивить любого. Иногда кажется, что им просто не дает покоя слава писателей-фантастов, поэтому они стараются придумать что-то из ряда вон выходящее.

Биотехнологии, которые помогают создавать различные виды защитных материалов, — это тот самый случай. Подсматривая за самой природой и перенимая у нее лучшее, ученые пытаются создать новые образцы пуленепробиваемой защиты.

Одна из последних новостей в этой области касается обитателя морских глубин — миксины. На вид достаточно неприятное животное, которое легко можно представить в ночных кошмарах, хотя в океане можно найти существа и пострашнее. Также это животное известно как «слизистый угорь». Такое название связано с тем, что миксины вырабатывают огромное количество слизи на поверхности тела. Выяснилось, что ДНК этого живого ископаемого может стать ключом к разработке устойчивого биоразлагаемого пластика или легкой, защищающей от пуль одежды.


Миксина обладает черепом, но не имеет позвонков, а также спинного мозга. По этой причине ученые до сих пор не до конца уверены в ее классификации — относится она к позвоночным или хордовым. Стоит отметить, что данный вид существует на нашей планете уже без малого 300 миллионов лет и за это время не претерпел существенных изменений, настоящий реликт. Самое замечательное то, что в случае опасности миксины в состоянии выпускать очень крепкие нити слизи, которые тоньше человеческого волоса в 100 раз. С помощью этих нитей, которые можно сравнить с кевларом и нейлоном, миксина в состоянии спасаться от хищников.

Биотехнологии, помогающие создать искусственную броню

Данные волокна во многом обладают теми же самыми свойствами, что и известный паучий шелк, но на генетическом уровне они существенно проще. Именно по этой причине биоинженеры сегодня встроили ДНК миксины в излюбленную ими кишечную палочку — для того, чтобы заняться синтезом нитей без использования самого животного. Автор данной идеи Рассел Бант стал уже не первым, кому в голову пришла подобная мысль. Ранее в научном журнале Nature Communications другой ученый рассказывал об изготовлении нитей слизи из самой миксины. Однако Бант первым выступил с предложением встроить секвенцию генома миксины в хорошо изученный учеными геном кишечной палочки.

В настоящее время бактерия может синтезировать две отдельных составляющих слизи, в то время как Бант и его помощники работают над тем, чтобы сложить эти составляющие вместе внутри клетки, либо вне ее. Рассел Бант надеется на то, что прорыв в этой области исследований случиться в самое ближайшее время. После этого можно будет рассмотреть вопрос о масштабировании данного процесса и массовом выпуске. Так как ген невероятно прост, его можно реплицировать в бактериях в 100 раз больше, после чего возможности данного метода могут стать по-настоящему безграничными.

Ранее голландские ученые представили на суд общественности не менее необычный проект, они провели удачные испытания пуленепробиваемой кожи. В разработке данного материала использовалось вещество, которое было синтезировано из молока домашних коз специально выведенной породы. Прочность материала обуславливалась наличием в его составе того же протеина, который входит в состав паутины известных шелкопрядов. По словам ученых, такую паутину можно вживить даже в человеческую кожу.

Биотехнологии, помогающие создать искусственную броню

Руководитель работ по этому направлению Джалила Эссаиди рассказала, что разработка новых бронежилетов из такого материала — это лишь первый возможный шаг. Современная наука позволяет произвести замену кератина, который отвечает за жесткость кожи на протеин, который содержится в шелке. Для того, чтобы это сделать, необходимо добавить гены, отвечающие за производство шелка, в геном человека. В результате можно будет действительно получить пуленепробиваемый организм. Реализовать такое в жизни очень сложно, но если такое все же удастся осуществить, то пули будут вязнуть в таком организме, как мухи, которые попали в паутину.

По сути, будет создана кожа, прочная, как сталь, и пуленепробиваемая, как бронежилет: по-настоящему уникальный продукт современного развития биотехнологий. Ученым уже удалось объединить паутину и искусственную кожу. Но ученые не хотят останавливаться на достигнутом, их цель — вживить новый материал людям-добровольцам.

Таким образом, человек-паук уже перестает быть фантастическим героем из многочисленных комиксов и обретает реальные черты. В Голландии в лабораторных условиях удалось совместить кожу человека и паучью нить. Созданный материал действительно в состоянии наделить человека некоторыми сверхспособностями, к примеру, он в состоянии отражать пули калибра 5,56 мм.

Во время испытаний свинец увяз в баллистическом геле, однако кусок искусственной кожи, которая была усилена паутиной, остался неповрежденным. Ради этого момента испытаний, который можно было рассмотреть лишь при замедлении сверхскоростной съемки, ученые со всего мира работали около года. При этом изначально пуленепробиваемая кожа задумывалась ими как арт-проект, а не полноценная научная разработка. «Паутину можно применять для выпуска бронежилетов, я подумала: ради чего себя ограничивать? Почему бы не попробовать вживить паутину непосредственно в человеческую кожу? Что случилось бы, если бы гены пауков стали частью генома человека и люди обрели бы некую пуленепробиваемость?» — этими вопросами заинтересовалась руководительница проекта Джалила Эссаиди.

В настоящее время эксперименты с человеческим геномом запрещены в мировой науке, по этой причине материал был синтезирован в лабораторных условиях. При этом искусственную кожу ученые научились выращивать довольно давно. А вот раздобыть достаточное количество необходимой прочной паутины оказалось не так уж и просто. На помощь голландцам пришли генетики из США: в университете штата Юта ученым удалось добавить паучьи гены в ДНК обыкновенной козы, в результате чего паутину удалось выделять из ее молока. Такая же технология в дальнейшем была применена и к шелкопрядам. Остается лишь подобрать подходящий станок, который позволил бы связать из паутины пуленепробиваемое волокно.

Биотехнологии, помогающие создать искусственную броню

Для того, чтобы получить небольшой кусочек необходимой ткани, потребовалось 6 месяцев непрерывных работ, применение специального текстильного оборудования и генетически модифицированных насекомых. Никогда в мире ничего подобного не создавалось. Полученная паутина связана таким же образом, как шарф или рубашка. При этом полученный материал был в 5 раз прочнее стали и по своим качествам превосходил кевлар, который в настоящее время активно используется для изготовления бронежилетов разного класса.

Следующим этапом исследований в этом направлении представляется пересадка куска пуленепробиваемой кожи живому человеку. Благо добровольцев, несмотря на этическую сомнительность данного открытия, нашлось большое количество. Директор музея биотехнологий в Антверпене Герт Вербеке вызвался добровольцем и отметил, что восхищается данным проектом и согласен пересадить себе на руку небольшой участок искусственной кожи. При этом он отметил, что для него это больше не медицинский эксперимент, а желание всегда иметь при себе настоящее произведение искусства.

Удивительно и то, что шедевром биотехнологий пока не интересовались военные. Возможно, по той причине, что бронежилеты пока что элементарно дешевле, чем «люди-пауки» из пробирки. Профессор Центра медицины университета Лейдена Абдул эль Галбзуриа отмечает, что с точки зрения науки гораздо важнее и интереснее выяснить, как клетки кожи могут уживаться с паутиной. Это необходимо для того, чтобы человечество смогло научиться пересаживать такую кожу жертвам серьезных ожогов или применять прочные нити в хирургии для наложения швов. При этом автор данного проекта признается, что основная цель — не разработка универсального солдата, а привлечение внимание людей к тому, на что способны современные технологии. Также планировалось оживить старый спор об отношениях науки и этики.

Источники информации:
http://gearmix.ru/archives/14399
http://news.mail.ru/society/6644085
http://www.engindoc.com/2010-04-05-05-57-11/2038-2011-08-19-12-29-00.html
Автор: Юферев Сергей


Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter
Читайте также
Загрузка...
Комментарии 18
  1. стер 10 сентября 2014 09:37
    Интересные и успешные работы. Жаль, только на Западе занимаются данными темами. А у нас пока недосуг. Или нет денег.
    1. Ариец 10 сентября 2014 10:43
      ну и чем будут попахивать такие бронежилеты, если долго "заваляются" на складе ;)
      1. opus 10 сентября 2014 23:46
        Цитата: Ариец
        ну и чем будут попахивать такие бронежилеты,

        ничем
        секрет паутиновых желез -по химической природе представляет собой белок(на 75% из фиброина и на 25% из серицина),обогащённый глицином, аланином и серином
        положите шелк на складе(да хоть на природе под дождиком)- будет ПОПАХИВАТЬ?
        Проблема в другом-очень низкая светостойкость :после воздействия всего 200 часов солнечным излучением прочность уменьшается вдвое

        и Рассел Бант об этом умалчивает
    2. zavesa01 10 сентября 2014 12:46
      Неужели всё должно предаватся огласке. Наверняка и у нас работают.
      zavesa01
      1. Nitarius 10 сентября 2014 20:23
        работают люди!
        ну что вы как дети... ЗАПАД как и наши .. сначала провоцируют чтобы НАШИ откликнулись что есть у нас!

        http://topwar.ru/31206-rol-i-mesto-rossii-v-svyazke-knr-ssha.html

        Не надо печалиться про потерю РФ цифрового суверенитета. Эта потеря лишь освободила место для разработки новых высоких аналоговых (волновых) технологий. Так, в России вне госструктур (Сколково, Роснано или РАН) уже создан и прошел успешное тестирование аналоговый компьютер, работа которого построена на интеграции ЖИВЫХ человеческих сознаний: групп талантливых операторов и программно-технических комплексов обеспечения. Этот живой распределенный аналоговый компьютер работает на эффекте СКАЛЯРНЫХ РЕЗОНАНСОВ продольных волн и способен вырабатывать точные команды управления в условиях стратегической неопределенности. Что обесценивает цифровые преимущества США и Китая, делая Россию равным партнером.

        Небополитики подчеркивают, что участок прорыва для России – это ВЫСОКИЕ КОГНИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. Ибо только в системах с опорой на живое человеческое сознание у русских есть заведомое преимущество: способность к ПАРАДОКСАЛЬНОМУ мышлению, происходящая от особенностей РУССКОГО ЯЗЫКА
        1. Bersaglieri 11 сентября 2014 00:57
          Цитата: Nitarius
          Так, в России вне госструктур (Сколково, Роснано или РАН) уже создан и прошел успешное тестирование аналоговый компьютер, работа которого построена на интеграции ЖИВЫХ человеческих сознаний: групп талантливых операторов и программно-технических комплексов обеспечения. Этот живой распределенный аналоговый компьютер работает на эффекте СКАЛЯРНЫХ РЕЗОНАНСОВ продольных волн и способен вырабатывать точные команды управления в условиях стратегической неопределенности.собность к ПАРАДОКСАЛЬНОМУ мышлению, происходящая от особенностей РУССКОГО ЯЗЫКА

          Какой славный шизофазийный бред :)
        2. mrDimkaP 11 сентября 2014 07:11
          Я надеюсь, это сарказм?
  2. Хорт 10 сентября 2014 10:28
    В настоящее время эксперименты с человеческим геномом запрещены в мировой науке, по этой причине материал был синтезирован в лабораторных условиях.
    надеюсь, наши учёные или правительство отойдут от этого запрета рано или поздно. Ибо если получится полностью расшифровать ДНК и научиться работать с геномами, можно будет конструировать ДНК, убирая из неё повреждённые или дефектные гены, тем самым улучшив медицинские показатели человека.
    Ну и в целом можно будет создать генетический банк выдающихся людей и на его основе, скажем, искусственно создавать часть новых поколений. И демография опять-таки повысится
  3. PanzerJager 10 сентября 2014 14:59
    Чем дальше, тем больше у меня складывается пугающее ощущение того, что наша страна безнадёжно отстаёт в своём развитии... Россия торгует на огромные суммы денег природными ресурсами, но все эти несметные богатства не превращаются в науку или технику, а оседают в чьих-то карманах, греют чьё-то седалище на Сейншелловых островах. Или каких других Карибах.
    Такая ситуация уже была - но тогда был товарищ Сталин, который сумел заставить всех работать и не только ликвидировать разрыв в технологиях, но и далеко обогнать Запад во многих отраслях. Например, американцы до сих пор не могут отказаться от советских ещё ракет-носителей типа "Протон".
    А что у нас есть сейчас? "Сколково" - мега-проект по "освоению" огромных опять же денежных масс, на выходе дающий д...рьмо в виде огромного "смартфона" с двумя экранами? Единственная разработка, которой можно гордиться, которая приходит в голову - это Т-50 ПАК ФА. И это всё. Нет никаких прорывов больше. Да и основная масса изобретений приходится на военную тематику. А как же медицина, неприкладная наука?
    В общем... новость интересная.
    Но поводов для грустных мыслей она даёт немало.
    1. Хорт 11 сентября 2014 07:59
      не во всех: при Сталине генетика считалась лженаукой.
  4. Marssik 10 сентября 2014 18:00
    Плюсов без минусов не бывает ,в статье описана только лицевая сторона ...
  5. Kir 10 сентября 2014 20:34
    Скажем так по отдельности обо всём этом слышал, что-то даже более года назад, но это так отступление! Главное в другом отстаём ли Мы в реалиях, или всё не совсем так как видится со стороны на основе открытых материалов. Начнём с того, что в отличии от человека Природа более прагматичный "изобретатель" и если она не создала Нас пуленепробиваемыми, то значит так и должно быть, а если имеется такая потребность то надо навешивать на себя. Да и кстати сказать а знаем ли Мы над чем работали ещё во времена СССР?, потом эта расплывчатая фраза "учёные со всего мира", почему до этого момента чётко указаны разработчики, а тут...... Да кстати так-же давайте запасёмся терпением и здоровым скепсисом, а то как-бы вдруг всё это не было удостоено шнобелевки, или того "лучше" уголовной статьи за мошейнечество. Потом по текстильному оборудованию, честно скажу думаю прямо противоположное оборудование либо есть, либо требует минимальной переделки под работу с сим сырьём.
    Kir
  6. Горный стрелок 10 сентября 2014 20:36
    Ткань из углеродных нанотрубок существенно прочнее. Хотя и дороже. Но технология на месте не стоит. Нанотрубки становятся все дешевле, и их относительная длина растет. Скоро научаться их "прясть" и ткать или вязать . У такой ткани прочность выше, абсолютно гидрофобна, держит температуру до 400 С, а с метализацией - намного выше. Наши ученые этим заняты. А паучьи ткани - это биологический подход, а не физико-технологический.
    1. Kir 10 сентября 2014 20:51
      По нанотрубкам я честно не разделяю вашего оптимизма, взять хотя-бы то, что кто это направление лоббирует. Затем давайте не забывать одну простую истину что можно позволить себе в штучном количестве, а что можно производить большими сериями. По нанотрубкам честно не смотрел, но "обычное" углеволокно будучи более жёстким, термостойким и более лёгким, уступает по прочности на изгиб полиамидному- стекловолокну (достаточно взглянуть на проф удилища- в каком месте какой материал использован).
      Kir
      1. Горный стрелок 11 сентября 2014 00:28
        Роснано под Чубайсом - несчастье России. Но нанотрубками занимается не Роснано, к счастью. А углеродное волокно - совсем не нанотрубки. Можете называть это чудо природы "алмазной нитью". Это реальный алмаз в виде тончайшей трубочки, длина ее в миллионы раз больше толщины.
        1. Kir 11 сентября 2014 03:39
          Ну алмаз не самый твёрдый материал, его давно уже уделал Наш, сколько помню что-то на основе кремния, и если Алмаз брать за 1, то полученный имеет 1.1, потом высокая гигроскопичность алмаза, почитайте его перевешивают каждый год, он даже из воздуха впитывает воду. Про несчастья, ну дык и "Ростех" то-ещё...., про сколького вообще молчу. А касаемо Гениальности нашего Народа, в это я верю, но с той-же фанатичностью не верю во всякое супер-нано-иновационное, потому как на деле это, либо не совсем супер и не совсем нано, но что ещё хуже совсем не иновационное!
          Кстати могу "порадовать" "наши" сделали (как всегда когда надо. этого нет под рукой), угу наши проц амерский, а сборка в Юго-восточной Азии, правда последнее (сборку) планируют в России производит, а вот про сам проц ни чего не сказано!
          Kir
  7. Дмитрийдонской 10 сентября 2014 23:22
    Чисто фантастическая идея навеяная статьей. wassat Было бы не плохо создать биомеханический экзоскелет основа машина а сверху броня скажем из хитина + мускулатура членистоногих. этим можно было бы решить проблему движителя даного пепелаца. управление за счет малых токов тоже возможно и т.д. ...

    Подумать я думаю можно над этим, но желателно чтоб этим занялся какой нить институт, хотя может уже и занимаються
  8. Комментарий был удален.
  9. Bersaglieri 11 сентября 2014 12:00
    Цитата: mrDimkaP
    Я надеюсь, это сарказм?

    Нет, это палата номер 6, увы...."Академия Тринитаризма", "русская рациональная логика" ит.п.
  10. SmileSimple 16 сентября 2014 11:00
    В наших институтах только теоретики остаются ... с гениальными идеями. В лабораториях ещё советское оборудование на котором нельзя показать результат, а новые только импортное и за валюту. Да, деньги есть, но госчинуши их выделяют институту только код гарантированный успешный результат иначе их самих могут обвинить в растрате госденег :(
    Никто не хочет рисковать - поэтому у нас в основном догоняем+повторяем чужие технологии.
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Картина дня