Suko Waspodo
Otot Buatan yang Terbuat dari Protein
Info Terkini | 2022-03-30 14:14:14
Dr. Stefan Schiller dan Dr. Matthias Huber dari livMatS Cluster of Excellence Universitas Freiburg telah berhasil mengembangkan otot hanya berdasarkan protein alami. Kontraksi otonom dari bahan, yang dipresentasikan oleh para peneliti dalam jurnal Advanced Intelligent Systems, dapat dikendalikan dengan bantuan perubahan pH dan suhu. Gerakan didorong oleh reaksi kimia yang mengkonsumsi energi molekul untuk tujuan ini. "Otot buatan kami masih prototipe," kata Schiller. "Namun, biokompatibilitas bahan yang tinggi dan kemungkinan menyesuaikan komposisinya agar sesuai dengan jaringan tertentu dapat membuka jalan bagi aplikasi masa depan dalam kedokteran rekonstruktif, prostetik, farmasi, atau robotika lunak."
Di masa lalu, para ilmuwan telah menggunakan protein alami sebagai dasar untuk mengembangkan sistem otot buatan dan membuatnya menjadi mesin molekuler yang sangat kecil atau menjadi polimer. Namun, belum memungkinkan untuk mengembangkan bahan otot sintetis yang sepenuhnya berbasis bio dan bergerak secara mandiri dengan bantuan energi kimia.
Bahan berdasarkan protein alami elastin
Bahan yang digunakan tim Freiburg berbahan dasar elastin, protein berserat alami yang juga terdapat pada manusia, misalnya memberikan elastisitas pada kulit dan pembuluh darah. Mengikuti model protein ini, para peneliti mengembangkan dua protein mirip elastin, salah satunya merespon, misalnya, terhadap fluktuasi pH, yang lain terhadap perubahan suhu. Para ilmuwan menggabungkan dua protein melalui ikatan silang fotokimia untuk membentuk bahan berlapis ganda. Dalam proses ini dimungkinkan untuk secara fleksibel membentuk material dan mengatur arah pergerakannya.
Kontraksi dapat dinyalakan dan dimatikan dengan bantuan perubahan suhu
Para peneliti berhasil menginduksi kontraksi ritmik dengan menggunakan sumber energi kimia sebagai bahan bakar, dalam hal ini natrium sulfit. Dalam reaksi kimia berosilasi di mana pH berubah dalam siklus karena hubungan khusus dari beberapa reaksi, energi tambahan diubah menjadi energi mekanik melalui keadaan bahan yang tidak seimbang. Dengan cara ini, para peneliti mendorong materi untuk berkontraksi secara mandiri dalam siklus. Mereka juga dapat mengaktifkan dan menonaktifkan kontraksi dengan bantuan perubahan suhu: Reaksi kimia berosilasi dimulai pada suhu sekitar 20 derajat Celcius, dan materi mulai membuat gerakan berirama. Dalam prosesnya, dimungkinkan untuk memprogram keadaan tertentu agar materi dapat diasumsikan dan mengatur ulang lagi dengan stimulus lain. Dengan demikian, para ilmuwan mencapai sistem sederhana untuk menerapkan pembelajaran dan melupakan pada tingkat materi.
"Karena berasal dari protein elastin alami dan diproduksi oleh kami melalui sarana bioteknologi, bahan kami ditandai dengan keberlanjutan tinggi yang juga relevan untuk aplikasi teknis," jelas Schiller. “Ke depan bahan tersebut dapat dikembangkan lebih lanjut untuk merespon rangsangan lain, seperti konsentrasi garam di lingkungan, dan untuk mengkonsumsi sumber energi lain, seperti malat yang berasal dari biomassa.”
(Materials provided by University of Freiburg)
***
Solo, Rabu, 30 Maret 2022. 2:07 pm
'salam hangat penuh cinta'
Suko Waspodo
Disclaimer
Retizen adalah Blog Republika Netizen untuk menyampaikan gagasan, informasi, dan pemikiran terkait berbagai hal. Semua pengisi Blog Retizen atau Retizener bertanggung jawab penuh atas isi, foto, gambar, video, dan grafik yang dibuat dan dipublished di Blog Retizen. Retizener dalam menulis konten harus memenuhi kaidah dan hukum yang berlaku (UU Pers, UU ITE, dan KUHP). Konten yang ditulis juga harus memenuhi prinsip Jurnalistik meliputi faktual, valid, verifikasi, cek dan ricek serta kredibel.
