“Sức mạnh siêu phàm” của tơ nhện hé lộ con đường đến vật liệu máy bay bền hơn

Các nhà nghiên cứu từ King’s College London và Đại học Bang San Diego đã khám phá cơ sở phân tử đằng sau sức mạnh và độ bền phi thường của tơ nhện, vượt trội hơn cả thép và Kevlar. Họ đã xác định rằng các axit amin cụ thể, arginine và tyrosine, hoạt động như “chất dán phân tử” hoặc keo, kích hoạt sự lắp ráp của các protein tơ từ dung dịch protein lỏng thành các sợi rắn, siêu bền. Sử dụng các kỹ thuật tiên tiến như mô hình AlphaFold3, mô phỏng phân tử và phổ NMR, nhóm nghiên cứu đã tiết lộ rằng các tương tác giữa các axit amin này khởi đầu và duy trì cấu trúc nano chịu trách nhiệm cho các đặc tính cơ học vượt trội của tơ nhện. Phát hiện này cung cấp một lời giải thích chi tiết ở cấp độ nguyên tử về cách các protein không có cấu trúc cố định tự tổ chức thành các vật liệu hiệu suất cao. Ngoài khoa học vật liệu, nghiên cứu còn đưa ra những tương đồng thú vị giữa quá trình hình thành tơ nhện và các quá trình sinh học của con người, đặc biệt là những quá trình liên quan đến các bệnh thoái hóa thần kinh như Alzheimer. Các cơ chế phân tử cho phép protein tơ nhện chuyển từ trạng thái lỏng sang rắn tương tự như các chuyển pha protein được quan sát trong các rối loạn não người, nơi sự kết tụ protein gây rối loạn...