Американские учёные совершили маленькую революцию. Они создали полимеры, похожие по поведению на живые молекулы. Граница между живым и не живым оказывается ещё более зыбкой. Новые вещества найдут свою «нишу» в биологических экспериментах, а главное — в медицине.
Лаборатория Ames министерства энергетики США создала необычные так называемые пентаблок-полимеры, которые в ряде условий ведут себя подобно белкам, липидам или ДНК. Они формируют цепочки из пяти блоков, два из которых являются катионоактивными (заряжены положительно), два — гидрофильными и один — гидрофобным.
Поскольку гидрофобный блок пытается избежать воды, он составляет центр вереницы. Гидрофильные участки расположены далее. Наконец, по краям в цепочку встраиваются катионные участки. Оказалось, что такие полимеры, получившие второе название «Биоинспирированные умные сополимеры» (bioinspired smart copolymers) способны к самосборке.
Химик Сарья Мaллапрагада (Surya Mallapragada) рассказывает, что пентаблок-полимеры реагируют на изменения температуры и pH фактор среды. Исследовательница пояснила, что когда температура повышается, пятизвенные молекулы собираются в большие группы, названные мицеллами, которые в свою очередь сцепляются между собой, формируя гель. Подобная реакция имеет место и при повышении pH фактора.
Если параметры среды меняются в обратную сторону — гель снова распадается. Это очень похоже на то, как биомолекулы реагируют на внешние воздействия в природе. В частности, так «работают» некоторые белки, откликаясь на колебания в биохимии организма. Новые вещества, по замыслу американских экспериментаторов, смогут выполнять широкий спектр задач. Во-первых, учёные на примере пентаблок-полимеров будут «изучать», как работают в теле человека биологические молекулярные цепочки.
Дело в том, что такие «живые» молекулы, будучи извлечёнными из тела для изучения, обычно оказываются повреждёнными. Пентаблок-полимеры намного более живучи, и их удобно изучать под электронным микроскопом или в условиях заморозки в жидком этане, что необходимо для ряда опытов. Кроме того, эти полимеры можно структурно изменить так, чтобы использовать их в качестве поставщиков лекарств в организм.
Например, введение в полимерные цепочки фермента оксидазы глюкозы делает их чувствительным к изменениям уровня глюкозы в крови человека. Такой полимер можно было бы вводить под кожу, где он сформирует гель (из-за более высокой, чем в комнате, температуры тела). Представление художников о нанороботах обычно ошибочно. Оснастить такие «механизмы» чипами, гидроприводами, шестерёнками да корпусами «на заклёпках» будет, мягко говоря, затруднительно.
В случае необходимости для пациента (при нарушении уровня глюкозы) мицеллы автоматически выпускали бы инсулин. Вводимые таким образом гели были бы намного менее агрессивными, чем внедрённые хирургическим путём автоматические системы поставки инсулина, которые существуют сегодня. К тому же, гель распадется самостоятельно после, приблизительно, недельного пребывания в организме.
Для генотерапии могут оказаться полезными положительно заряженные (катионоактивные блоки) полимера. Они способны нести молекулярный комплекс с какой-нибудь специальной ДНК. Такие комплексы заряжены отрицательно. Пентаблок-полимеры могут использоваться, чтобы поставить в организм так называемые «гены самоубийства клеток» или наркотики химиотерапии непосредственно и выборочно к опухолям.
Ведь здоровые клетки, говорят в Ames, с меньшей вероятностью будут реагировать с полимером и выпускать на свободу внедрённый ген. Сейчас учёные планируют проверить этот механизм на крысах. Тем более, что свойства вновь созданных полимеров изучены далеко не полностью и им ещё, возможно, найдутся иные сферы применения.
Бионаноробот — более реальное изображение миниатюрных машин будущего. Не рычаги и шестерёнки, а гигантские кластеры молекулярных цепочек. Чем не жизнь?
Любопытно, что демонстрируя некую имитацию «разумности», запрограммированную реакцию (выпуск лекарств) на изменение параметров среды, искусственные мицеллы оказываются сходными с популярными нынче нанороботами. Последние, ввиду размеров, слишком наивно было бы представлять, как механизмы с компьютерами, аккумуляторами и электромоторами на борту. Смотрите, например тут и тут.
Скорее, те нанороботы, что ближе всего к массовой реализации, — это сравнительно простые (по числу деталей) тела, приводимые в движение силами межмолекулярного взаимодействия, фактически — химией. Может, и это исследование пригодится не только медикам и биохимикам. Биология, механика, роботостроение пересекаются всё больше. По крайней мере, на масштабном уровне человеческих клеток. И так же всё сложнее понять, где граница между живым и неживым.
Ведь одни из ключевых свойств жизни — самоорганизация и реагирование на изменения в окружающей среде. Что мы и наблюдаем в подобных опытах. Не зря же создатели новых полимеров добавили в их название слово «smart», переводящееся и как «живой», и как «умный».
Источник: MEMBRANA
Использование полимеров при изготовлении автомобильных кузовов, породившее эйфорию последних лет, растет не так уж быстро. В сфере изготовления двигателей трендовые образцы тоже стали большой редкостью. Означает ли это, что доля полимеров в автомобилестроении будет сокращаться? Производители материалов говорят: «ничего подобного!». Как бы то ни было, сегодня здесь требуется терпение. Склонить на сторону полимеров Все крупные…
По мнению ведущих мировых аналитиков, в ближайшее время можно ожидать скачок цен на весь ассортимент изделий из пластмасс, включая композиционные и конструкционные материалы и различные виды упаковки. Следует отметить, что с начала 2004 года цены уже выросли в среднем на 20-30% и данная тенденция имеет все предпосылки к продолжению. Особенно после решения ОПЕК о сокращении…
Исполнилось ровно 25 лет со дня выпуска первых погонных метров поливинилхлоридной парниковой пленки на заводе «Капролактам» (в настоящее время цех № 609, в котором выпускается пленка, входит в состав Завода окиси этилена и гликолей ОАО «СИБУР-Нефтехим»). За четверть века на предприятии было выпущено прядка 117 тысяч тонн продукции, или более полумиллиарда квадратных метров пленки различных…
Германский химический концерн BASF продал свой полистирольный бизнес производителю полимерных компаундов Spartech Polycom. Производство полистирола, которое оценивается в Eur 9 млн., будет перемещено на предприятие Spartech в город Дончери (Donchery), что на севере Франции. Сумма сделки не называется. В компании BASF сообщили, что одновременно продолжится запланированное закрытие производства полистирольных компаундов в Людвигсхафене (Ludwigshafen), Германия. Директор…
Одно из подразделений Huntsman, группа Huntsman Tioxide должны будут сократить мощности по производству двуокиси титана (titanium dioxide) в Великобритании и Южной Африке. Сокращение обернется потерей 300 рабочих мест, где почти 200 из них в Великобритании. Производственные мощности на заводе Гримсби (Grimsby, Великобритания) в течении ближайших 12 месяцев будут сокращены с 40,000 tpa в два раза….
Полипропиленовое производство на Туркменбашинском комплексе нефтеперерабатывающих заводов сегодня является важным звеном экспортного конвейера Туркменистана. Вскоре здесь начнется строительство новой установки глубокого каталитического крекинга DCC, которая позволит увеличить выпуск полипропилена с 90 до 160 тысяч тонн в год. В 2004 году на ТКНПЗ намечено организовать и собственное производство мешков, полимерной пленки и труб на основе полипропилена….
Европейский Союз основал консорциум производителей упаковки для разработки промышленной системы производства биоразлагаемых пластмасс из отходов молочных продуктов. В проекте компании Wheypol стоимостью Eur 1.6 млн. молочная сыворотка будет использоваться как сырье для синтеза polyhydroxyalkanoates (PHAs) – биоразлагаемых полиэстеров, которые смогли бы заменит обычные упаковочные пластмассы. По статистике около 30 % из 50 миллионов тонн сыворотки,…
Внимание общественности в Греции обратили на этот факт на примере традиционного для страны продукта — оливок. Учёные из Национального фонда сельскохозяйственных исследований в Афинах под руководством Ефстатиоса Панагоу установили, что получающая всё большее распространение пластиковая упаковка для оливок не обеспечивает их сохранности в течение всего срока годности, который, согласно данным на упаковке, может достигать трёх…
Уже на протяжение четвертого месяца в европейских странах наблюдается совершенно нетипичное для «мертвого сезона» потребления подорожание упаковочного полиэтилентерефталата (ПЭТФ). Так, в прошлом месяце этот полимер вырос в цене среднем на 30 евро за одну тонну, что было обусловлено более высокой стоимостью моноэтиленгликоля (МЭГ), выросшей за указанный месяц на 25-30%. Справедливости ради необходимо отметить, что сами…
Белорусская кондитерская фабрика ОАО «Спартак» из города Гомеля впервые отправила партию новогодних подарков для детей в города США, Великобритании, Германии. Всего отправлено более 150 тыс. подарков. Отличительная особенность коллекции новогодних подарков кондитерской фабрики «Спартак» — яркая красочная упаковка оригинального дизайна: в виде сказочной кареты, теремка, балалайки, паровоза, книги, чемоданчика, ладьи. Каждый вид подарка не повторяет…
Новополоцкое открытое акционерное общество «Полимир» стало лауреатом премии Правительства Республики Беларусь за достижения в области качества по итогам 2003 года. На сегодняшний день вся основная продукция (96-98% от общего объема) «Полимира» выпускается в соответствии с международными стандартами серии ИСО 9002 версии 1996 года. В ближайшее время предприятие сертифицирует систему качества по версии 2001 года. Летом…
После того, как ЕС объявил о введении временных антидемпинговых пошлин на ПЭТ, поставляемый Китаем, Австралией и Пакистаном, китайские поставщики резко подняли цены на партии этого продукта, предназначенные для отгрузки в Европу. Пошлины были введены 21-22 февраля и рассчитаны на срок до июня. Для Китая они составляют 20-25 %, в зависимости от производителя. По данным рыночных…
Татарстан переходит от экспорта нефти к ее переработке. В ближайшие годы регион удвоит мощности перерабатывающей промышленности, заявил сегодня президент республики Минтимер Шаймиев в годовом послании республиканскому парламенту. На строящемся в Нижнекамске промышленном узле, где в настоящее время перерабатывается около 7 млн. т нефти, к 2008 году планируется довести ее глубокую переработку до 14 млн. т,…
АО «Вимм-Билль-Данн Продукты Питания» инвестировало в проект по модернизации производства на Тульском заводе соков и концентратов «Депсона» более $21 млн. Построен новый производственно-складской комплекс, расширены возможности инженерного оборудования и коммуникаций. Производительность линии по выдуву и розливу составляет более 20 тыс. бутылок в час, или 333 бутылки в минуту. Компания будет производить соки, нектары и новые…
Южнокорейская корпорация Heson объявила о создании первого в мире «ковра будущего». Новинка, названная «Ion free», почти не требует обслуживания и ухода, свободна от вредных бактерий и может быть изготовлена в любой форме по требованию заказчика. Для ее изготовления впервые на практике используется термопластический полимер политриметилентерефталат PTMT. Отличием «ковров будущего», изготавливаемых из ароматического химического волокна, его…
Годовой выпуск продукции нового завода в денежном эквиваленте составит 6-7 процентов от объема всего промышленного производства Курска. В пленку, производство которой планируется на новом заводе, на сегодняшний день упаковывается более 50 процентов продовольственных продуктов — например, хлеб. Но пока предприятий, выпускающих полипропиленовую пленку, отвечающую всем современным требованиям, в России нет. Оборудование на завод планируется завезти…
22 апреля производитель термопластавтоматов, компания Ferromatik Milacron проводит в местечке Malterdingen под Фрейбургом конференцию, тема которой — технологии производства упаковки. Проводя конференцию, посвященную технологии производства упаковки, Ferromatik ставит перед собой цель продвинуться еще на один шаг в освоении этой сферы использования полимеров. Кроме техники упаковки, большое внимание будет уделено автомобильной технике, медицинскому оборудованию, электрическому оборудованию,…
Британская компания «Carpet Recycling UK» в тесном взаимодействии с известной фирмой «Axion», специализирующейся на переработке вторичного сырья, приступила к реализации проекта по переработке старых полипропиленовых ковровых покрытий в полимерные гранулы. Представители компании отмечают, что полученное таким образом сырье может быть использовано для выпуска новой продукции методом литья под давлением. По словам специалистов «Axion», таким образом…
Что мы можем упаковать?
