Xwezayê mirovan teşwîq kiriye ku strukturên cihêreng ên biyonîk amade bikin. Hêz û hişkiya hêja ya hevrîşimê spiderê xwezayî bi giranî ji ber avahiya wê ya hiyerarşîk ya taybetî ye, wek xalên hevgirêdana β-pelê, nanomodulên spiral ên bi zincîreyên molekulî yên pir birêkûpêk û kelûpelên hişk û navikên nerm. Gelek lêkolîner van taybetmendiyan simule kirine da ku bigihîjin taybetmendiyên çêtir ên fîberên sûnî. Lêbelê, ew dijwariyek dimîne ku meriv bi jêhatîbûna pêvajoya spinning bikar bîne û di heman demê de van taybetmendiyên hiyerarşîk pêk bîne.

Zun-feng liu di van demên dawî de, zanîngeha nankai, zanîngeha dermansaziyê ya Chinaînê Zhou Xiang mei-fang zhu bi ekîba lêkolînê ya zanîngeha donghua re ku ji strûktûra proteîna hevrîşimê spider îlhama xwe girtiye, amadekirina celebek nano-gelê ya xaçerê ya çareserker, rijandina hevrîşimê bi heman rengî û avahiya hiyerarşîk. fîbera xaçêkirî, ji ber ku materyalên fîberê yên rasterast ên bi hêz û domdariya bilind stratejiyek nû peyda dike.

Pelên β-di proteînên hevrîşimê spider de wekî xalên hevgirêdanê tevdigerin, û torên wan ên xaç-girêdanê di nav proteînên globular ên nanosized de cih digirin. Wekî encamek, proteînên hevrîşimê spider çareser dibin û bi xwe-civînê ve rasterast di nav fiberên qatkirî de têne rijandin. Bi îlhama avahî û pêvajoya rijandina hevrîşimê spider, lêkolîneran nanogelên çareserker ên bi tora girêdana xaçê ya hundurîn amade kirin. Nanogelên ku ji bo monomerên cihêreng maqûl in, bi kontrolkirina giraniya kargêra xaç-girêdanê di pêvajoya polîmerîzasyona radîkala azad de hatine amadekirin. Gava ku naveroka xaçerê ji% 0.15 berbi 1.05% zêde dibe, pîvan û hêjmara kombûna makromolekulên nano-gel hêdî hêdî zêde dibe.

Ji bo vekolîna pêwendiya di navbera kapasîteya rijandina tîrêjê ya nanogelê û mezinahiya wê ya perçeyê de, lêkolîner fîberan li ser ceribandinek mekanîkî gerandin heya ku fiber şikestin dema ku stresa mekanîkî dipîvin. Modela teorîk pêşbînî dike ku tansiyona krîtîk berevajî berevajî rahêra çargoşe ya tîrêjê ya nanoparçeyan e.

Ji bo ku bêtir lêkolîn bikin ka mezinahî û rêza nanopêkhatan dikare bi lêzêdekirina keriyên navokî ve were sererast kirin da ku taybetmendiyên mekanîkî yên fîberan baştir bikin, lêkolîner kompleksa nanotubeyên karbonê/polîdopamîn (SWNT-PDA) yek-dîwarî amade kirin, û nanogel sentez kirin. bi 0.15% agenta xaçgirêdanê di hebûna SWNt-PDA de. Bandora keriyên navokî li ser avahî û taybetmendiyên fîberên nano-gel hate lêkolîn kirin. Encam destnîşan dikin ku bi zêdebûna naveroka THE ya SWnT-PDA re, hêza şikestinê, çenga şkestinê û hişkiya fîberên nanogelê meylek zêde nîşan dide, û nanokomponent bi rêkûpêktir têne rêz kirin û pîvana navîn kêm dibe.

Bi pêşvekêşandinê, rêzika zincîra molekulî bi girîngî zêde dibe û nîvê tîrêja navîn kêm dibe. Ji bo fîberên bi 50% çenga pêşdarazê, pêşkeftina avahî bi girîngî hêza mekanîkî çêtir dike û dirêjbûna di şikestê de kêm dike. Piştî xweşbîniya zivirînek din, hevgirtina hêza şikandina fîberê ya 1.27gpa û hişkbûna 383MJ / m3 di dawiyê de tê bidestxistin, ku pir nêzîkê nirxa performansê ya hevrîşimê spider xwezayî ye.

Xebata têkildar di Advanced Materials de bi sernavê "Nanogel-protein-like for Spinning Hierarchically Structured Artificial Spider Silk" hate weşandin.