Menggunakan sutera laba-laba untuk mendeteksi molekul

Anonim

Pada EPFL, spesialis serat optik telah menemukan beberapa kualitas unik dari sutera laba-laba ketika datang untuk melakukan cahaya dan bereaksi terhadap zat-zat tertentu.

"Ini tidak terduga dan sangat menjanjikan!" Luc Thévenaz, profesor yang bertanggung jawab atas Grup EPFL untuk Serat Optik, baru-baru ini mengalami momen eureka dalam penelitiannya. Mengambil ide yang diusulkan oleh kelompok diskusi dari Badan Antariksa Eropa, dia mengalihkan perhatiannya dari serat-serat tradisional yang terbuat dari kaca dan fokus pada untaian sutra yang dihasilkan laba-laba untuk jaring mereka. Helai ini sempurna silindris, halus, transparan dan sangat padat - beberapa karakteristik yang sama seperti serat berbasis kaca.

Tetapi ada satu perbedaan utama: sementara kaca lembam, sutera laba-laba terdiri dari protein yang sangat panjang yang digulung menjadi struktur heliks yang ikatannya sensitif terhadap sejumlah zat kimia.

Sensor kimia yang dapat digunakan kembali

"Heliks dalam untai sutra itu akan terlepas setiap kali molekul polar seperti asam asetat dan amonia bersentuhan dengan ikatannya, " kata Dr. Thévenaz. "Ini secara terukur memodifikasi cara untaian melakukan cahaya, dan itu memberi kami ide untuk menggunakannya untuk membuat sensor kimia."

Para peneliti menemukan properti luar biasa lainnya, bahwa perubahan struktur heliks benar-benar reversibel. Sebuah sensor menggunakan sutera laba-laba dapat digunakan beberapa kali lipat. "Kami melihat kemungkinan menciptakan sutra dengan menambahkan molekul yang dimaksudkan untuk bereaksi dengan zat yang akan diuji. Itu sering tidak mungkin dengan serat kaca, yang kita harus panaskan hingga lebih dari 1.000 ° C untuk meregangkan, " kata peneliti. Juga, karena sutra adalah biodegradable, sangat ideal untuk sensor yang dapat ditanamkan dalam tubuh yang hidup tanpa perlu dihapus di kemudian hari.

Laba-laba bekerja

Di EPFL, mahasiswa doktoral Desmond Chow dan post-doc Kenny Hey Tow sedang mengerjakan untaian sutra alami dengan diameter 5 mikron. Mereka diproduksi oleh laba-laba Australia Nephila edulis yang tumbuh di Departemen Zoologi Universitas Oxford. Sintetis sutra ada, tetapi mereka mahal dan tidak bekerja sebaik yang nyata.

Para peneliti membentang untaian sutra kencang di braket kecil dan mengarahkan sinar laser di salah satu ujung untai. Di ujung yang lain, penganalisis polarisasi digunakan untuk mengukur perubahan kecil dalam cahaya yang melewatinya. Jika gas yang berinteraksi dengan untai sutra hadir, perangkat akan segera mengambil ini.

Penelitian ini masih dalam tahap awal, tetapi sudah memicu imajinasi dari spesialis serat optik. "Kami telah mempresentasikannya di beberapa konferensi, di mana itu bertemu dengan minat yang signifikan, " katanya. Penelitian ini dalam menjalankan untuk dana penelitian. "Kami memasuki domain yang sama sekali baru yang belum dieksplorasi, " kata Dr. Thévenaz.

menu
menu