Уникальное свойство морской губки не разрушаться при нагревании, а переходить в графит обнаружилось в результате эксперимента, проведенного российскими и зарубежными учеными, сообщает РИА Новости. Это открывает путь к получению новых экологически чистых материалов, сохраняющих прочность при очень высоких температурах. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

При разработке новых материалов ученые часто черпают идеи у природы. В бионике — науке о применении функций и структур организмов в технических устройствах — есть отдельное направление, изучающее возможности живых существ, приспосабливаться к экстремальным условиям.

Один из объектов экстремальной бионики — морские губки, которые за 600 миллионов лет своей истории сумели пережить самые разнообразные природные катаклизмы. Секрет невероятной стойкости морских губок — в веществе, из которого состоит их скелет, — спонгине.

Спонгин устойчив к воздействию кислот, а также выдерживает нагревание до 360 °C при наличии кислорода и до 1200 °C в бескислородной среде. Это делает его перспективным сырьем для создания композитных материалов.

Спонгин состоит из рогового вещества. Из него же состоят волосы, рога и когти. Его особые свойства связаны не столько с составом, сколько с необычной внутренней структурой. Волокна рогового вещества толщиной до 100 мкм объединены в нем в сложные трехмерные системы с высокой пористостью.

Применение спонгина открывает широкие возможности для создания возобновляемых, нетоксичных и биоразлагаемых органических каркасов сантиметрового и даже метрового размера. Современные технологии позволяют создавать такие структуры только на наноуровне.

Для повышения прочности органических каркасов перед промышленным использованием их подвергают карбонизации — высокотемпературному насыщению углекислым газом. Чтобы понять, как поведут себя спонгиновые структуры в таких условиях, ученые решили изучить свойства скелетов морских губок при нагревании.

Работа проводилась международной командой исследователей, в которую входили ученые из Фрайбергской горной академии (Германия), университетов США, Польши, Франции, Германии, Словакии. С российской стороны участвовали ученые из Санкт-Петербургского государственного университета, Сыктывкарского государственного университета и Университета ИТМО (Санкт-Петербург). Исследование поддержано Российским научным фондом.

Ученые провели эксперимент по нагреванию скелета морской губки до 1200 градусов. Другие биологические материалы при такой температуре превращаются в бесполезный угольный порошок. Но скелет губки после нагревания в течение часа полностью сохранил свою микро- и наноструктуру, хотя и потерял 70% объема. Изучение с помощью электронного микроскопа показало, что спонгин полностью превратился в графитовую губку, то есть сохранил свой внешний вид, но внутри заместился графитом. При этом он остался настолько прочным, что из него удалось вырезать разнообразные фигуры.

"Сейчас, когда проблема загрязнения окружающей среды стала одной из главных для всей планеты, появление новых материалов крайне важно. Использовать спонгин экономически целесообразно, так как это естественный, возобновляемый и экологически чистый ресурс, который можно производить по всему миру. Уже сейчас в странах Средиземноморья, Австралии и США выращивают кератозные губки. При правильном управлении развитие этих технологий не повредит популяции морских животных, а материалы из спонгина можно будет применять в самых разных областях промышленности", — приводит пресс-служба РНФ слова Александра Ересковского, профессора кафедры эмбриологии биологического факультета Санкт-Петербургского государственного университета.

Похожие новости

  • 23/06/2018

    Российские ученые нашли вещество, ослабляющее защиту раковых клеток

    ​Российские молекулярные биологи открыли вещество, способное "отключать" белки, мешающие химиотерапии убивать раковые клетки, и успешно проверили его работу на культурах рака прямой кишки.
    1236
  • 27/12/2018

    Томские ученые создали новый метод экологического мониторинга на основе мхов

    ​Группа физиков и биологов Томского политехнического университета и Томского государственного университета создала систему мониторинга на основе мхов. Об этом сообщила пресс-служба Российского научного фонда.
    1067
  • 29/12/2018

    Созданы новые трансгенные крысы для изучения дефицита транспортера дофамина

    Исследователи создали новую линию трансгенных крыс, которая позволит изучить, как дефицит белкового транспортера дофамина влияет на такие заболевания, как шизофрения, синдром дефицита внимания и гиперактивности, болезнь Паркинсона.
    951
  • 31/07/2018

    Пирамида Хеопса может концентрировать радиоволны

    ​Пирамида Хеопса может концентрировать электромагнитную энергию во внутренних камерах и фокусировать ее в пространство под своим основанием. К такому выводу пришли ученые, воздействовавшие на пирамиду радиоволнами, чтобы исследовать ее резонансный электромагнитный отклик.
    1401
  • 24/01/2018

    Российские и американские ученые разработали алгоритм для быстрого поиска новых антибиотиков

    ​Молодые сотрудники Центра алгоритмической биотехнологии СПбГУ под руководством Павла Певзнера вместе с ассистент-профессором Университета Карнеги — Меллон (США) Хосейном Мохимани разработали компьютерную программу, которая ускорит поиск новых антибиотиков.
    901
  • 25/04/2018

    Наночастицы помогут разглядеть белки при экстремально высоких температурах

    ​Российские ученые создали многофункциональное наноустройство из диэлектрических наночастиц на металлической подложке. С его помощью можно определять температуру и состояние окружающих молекул.
    676
  • 10/03/2017

    Российские ученые разработали новое вещество против вируса гриппа на основе природных соединений

    ​Ученые из Новосибирского института органической химии имени Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирского государственного университета и Научно-исследовательского института гриппа в Санкт-Петербурге разработали новый продукт широкого спектра противовирусной активности, в основе которого лежат природные соединения: терпены и терпеноиды.
    2925
  • 15/04/2019

    Томские ученые исследуют гены, кодирующие лечебные белки

     Ученые ТГУ и МГУ проводят совместное исследование генов, отвечающих за продуцирование противовоспалительных белков – миокинов. Эти соединения играют большую роль в регуляции обмена в костной и жировой тканей, в функционировании головного мозга и органов пищеварения человека, являются перспективным инструментом для коррекции различных расстройств.
    441
  • 13/09/2018

    Нейронную сеть научили распознавать жалобы на лекарства

    ​Российские программисты обучили нейронную сеть анализировать мнения пользователей соцсетей о действии лекарств. Искусственный интеллект теперь может излагать пользовательский текст в медицинских терминах.
    715
  • 10/06/2019

    В НИИ онкологии Томска создают технологию профилактики и лечения метастазов

    ​Каждая двенадцатая женщина в мире заболевает раком молочной железы. В России грозная статистика усугубляется несвоевременной диагностикой (31,9% больных с запущенным опухолевым процессом) и, соответственно, высокой и скорой летальностью (7,4% пациенток умирают в течение года после постановки диагноза).
    522