Исследователи разработали материал из натуральных белков, который способен автономно сжиматься в ответ на изменения температуры и кислотности.

В прошлом ученые уже брали природные белки в качестве основы искусственных мышечных систем – органические ткани встраивали в крошечные молекулярные машины из полимеров. Однако создать синтетические мышечные ткани, полностью основанные на биологическом материале и движущиеся автономно с помощью химической энергии, удалось впервые. Ученые из Университета Фрайбурга, Германия, преуспели в разработке мышц на основе исключительно натуральных белков.

Искусственная мышца все еще является прототипом. Однако высокая биосовместимость материала и возможность корректировки его состава в соответствии с конкретной тканью могут проложить путь для будущих применений в реконструктивной медицине, протезировании, фармацевтике или «мягкой» робототехнике.

Основой новой биомышцы служит эластин – естественный каркасный белок, который придает эластичность коже и кровеносным сосудам в человеческом организме. Подражая модели натурального эластина, ученые разработали два эластиноподобных белка: первый реагирует на колебания рН, а другой – на изменения температуры.

Ученые объединили их в двухслойное волокно с помощью фотохимического перекрестного связывания. При этом можно гибко изменять форму материала и задавать направление его движения, изменяя показатели температуры и рН.

В будущем материал может быть усовершенствован, чтобы реагировать на другие стимулы, такие как концентрация соли в окружающей среде, и потреблять другие источники энергии.