Resilin - supermateriál inspirovaný blechou

24. září 2010

Materiáloví inženýři chodí do přírody pro inspiraci zcela běžně. Pavučina, hedvábí, kost nebo stěna stébla trávy - to všechno jsou materiály s vlastnostmi, které se konstruktérům náramně hodí. Australští vědci si vypůjčili od blech materiál pro výrobu umělých cév.

Výkony obyčejné blechy musí fyziky šokovat. Tento krvežíznivý hmyz běžně vyskočí z místa kolmo do výšky dvaceti centimetrů. Nezdá se to mnoho jen do chvíle, než si uvědomíme, že tak blecha překoná délku vlastního těla 150krát. Atlet, který by chtěl podat srovnatelný výkon, by musel zdolat laťku ve výšce 250 metrů. Ještě že to nikdo nedokáže, protože by se zabil při dopadu do doskočiště. Při něm by byl vystaven stejnému přetížení, jako kdyby narazil do zdi rychlostí několika stovek kilometrů v hodině. Blecha při "přistání" přežije stejnou zátěž bez nejmenší újmy na zdraví. Těží přitom ze svých nepatrných rozměrů a zanedbatelné hmotnosti. Navíc se pyšní špičkovým "materiálovým vybavením". Na rozdíl od člověka nevyužívá ke skoku svaly, ale zvláštní katapult z bílkoviny zvané resilin.

Blecha má resilinovou "pružinu" umístěnou ve spodní části zadní končetiny. Pomocí svalů ji stlačí a drží ve stavu pohotovosti. Katapult je "natažený" podobně jako kuše připravená k výstřelu šípu. Když blecha "stiskne spoušť", energie nastřádaná v resilinové pružině se v mžiku uvolní a katapultuje hmyzí tělíčko do výše.

Vynikající vlastnosti resilinu vedly k jeho širokému rozšíření v hmyzí říši. Vedle blech jej využívá i létající hmyz k ukotvení křídel k tělu. Co takový resilinový spoj vydrží, dokazuje vážka kmitající po dlouhé hodiny křídly frekvencí 200 kmitů za sekundu. Také nerozbitný "hudební instrument" cikád, které vydrží cvrčet celé dny, vděčí za svou odolnost resilinu.

Vědci se snaží připravit resilin uměle v laboratoři už čtyřicet let. Zvládl to teprve nedávno tým australských genetiků vedených Christopherem Elvinem z vládní výzkumné a vývojové společnosti CSIRO Livestock Industries. Využili k tomu širokého rejstříku triků genového inženýrství. Gen pro resilin si vypůjčili od mušky octomilky a vnesli jej do dědičné informace běžné střevní bakterie Escherichia coli.

Namnožené bakterie vyráběly podle podstrčeného cizího genu výchozí polotovar - bílkovinný řetězec tvořený sedmnáctkrát opakovaným motivem patnácti aminokyselin. Tyto řetězce mají do parametrů resilinu daleko. Jedinečnou pevnost a pružnost získaly, až když je vědci propletli zvláštní chemickou reakcí do složité trojrozměrné sítě.

Množství takto vyrobeného resilinu se zatím na kilogramy neváží. Elvinův tým vyrobil proužek silný asi milimetr. Při testech se však uměle vyrobený resilin plně vyrovnal svému přírodnímu protějšku a syntetické gumy v testech pružnosti a odolnosti bezkonkurenčně porazil. Kromě využití v technických oborech by mohl syntetický resilin najít uplatnění i v medicíně. Lékaři by rádi využili jeho vlastností k výrobě umělých cév, kterými by nahradili pacientům tepny zničené arteriosklerózou.

autor: Jaroslav Petr
Spustit audio

E-shop Českého rozhlasu

Hurvínek? A od Nepila? Teda taťuldo, to zírám...

Jan Kovařík, moderátor Českého rozhlasu Dvojka

hurvinek.jpg

3 x Hurvínkovy příhody

Koupit

„Raději malé uměníčko dobře, nežli velké špatně.“ Josef Skupa, zakladatel Divadla Spejbla a Hurvínka