20.08.2018

Новый душ, пластилин, паутина и прочее, о чем мы еще не знаем, но уже начинаем пользоваться

Простые и понятные обычному человеку вещи – пластилин, шины, шелк, душ – получили премию European Inventor Award как важные научные открытия. Чем могут в начале XXI века удивить эти заурядные спутники нашей повседневной жизни? «Европульс» отобрал самые интересные научные достижения среди лауреатов премии 2018 года Европейского патентного ведомства.

Шелк Шейбеля

Кожа прочная, как сталь, и пуленепробиваемая – вот до чего додумались современные биотехнологи, соединив искусственную кожу и обыкновенную паутину. Если пойти дальше и вживить паутинную нить в человеческую кожу, отражающий пули Спайдермен из фантастики превратится в реальность.

Более 300 миллионов лет эволюции создали один из самых крепких в мире материалов − волокна паутины. Легкие и почти невидимые, они могут растягиваться до 140% своей длины. Фактически паутина в 5 раз крепче стали и в 3 раза прочнее бронежилета. Разве можно позволить такому ценному материалу бесцельно пропадать по лесам и углам сараев!

Благодаря немецкому биохимику Томасу Шейбелю наконец-то начинается массовое использование паутины в качестве промышленного волокна нового поколения. Развитие этой технологии открывает новые возможности в области текстиля, косметики и медицины.

И никаких пауков! Создать колонии прядильщиков по примеру червей-шелкопрядов не получится: пауки неуживчивы друг с другом, склонны к побегу и в целом неприятны. А главное, в отличие от шелкопрядов, которые производят свой шелк в больших количествах, пауки выдают совсем немного паутины.

Поэтому технология получения волокон, названных шелком Шейбеля, основана на жизнедеятельности бактерий E. Coli, генетически модифицированных для производства паутинных белков из сахарного сырья.

Шелк Шейбеля уже выпустили на рынок и начали использовать в производстве медицинских имплантатов, профессиональной спортивной обуви и даже «дышащего» лака для ногтей.

Так выглядит «паутинный шелк» немецкого биохимика Томаса Шейбеля. Фото: EPO

 

Марсианский душ Oas

В ванной мы занимается не столько мытьем, сколько разбазариванием ценного ресурса. Огромное количество воды выливается впустую, когда мы принимаем душ: за 10 минут утекает около 100 литров воды. Статистика довольно неприглядная, учитывая количество регионов на нашей планете, где чистая вода остается редким и ценным ресурсом: по данным ООН, дефицит воды испытывают более 2 миллиардов человек, почти четверть населения Земли.

Швед Мехрдад Маджуб решил проблему, предложив использовать инновационный душ. В основу изобретения легли его собственные разработки для проекта NASA «Путешествие к Марсу», словно взятые из фантастического романа. Душ Oas («Оазис» по-шведски) благодаря постоянной циркуляции воды использует всего 5 литров в сутки. Устройство фильтрует и повторно использует воду, экономя до 90% ресурсов. Исследования показали, что вода, отфильтрованная этим душем, чище водопроводной.

Рециркуляция и очистка воды – довольно новый способ сбережения воды, и Oas — пока единственный продукт такого рода на рынке. Марсианский душ пригодится не только в космосе, он незаменим в засушливых регионах, в местах, где нет канализации, а также там, где душем пользуется очень много людей – в больницах, спортзалах, бассейнах.

Швед Мехрдад Маджуб и его инновационный душ. Фото: EPO

 

Пластилин Sugru

Ирландка Джейн Ни Деулхаоинти изобрела «пластилин», который может не только приклеить недостающую деталь из металла, дерева, стекла, ткани или керамики, но и стать материалом для ее замены. И вылепленная деталь будет крепче прежней (и, возможно, привлекательнее).

Sugru действительно похож на разноцветный мягкий пластилин, который и после застывания сохраняет некоторую гибкость наподобие жесткой резины – но при этом обладает чрезвычайной прочностью (выдерживает вес до 2 кг). Застывает Sugru примерно сутки при комнатной температуре, однако способен выдерживать диапазон температур от -50°C до + 180°C.

Участники онлайн-сообщества энтузиастов-поклонников Sugru со всего мира регулярно делятся результатами экспериментов с «пластилиновым» материалом. Например, не так давно группа школьников при помощи Sugru смоделировала камеру, которую отправила в космос для наблюдения за Северным полюсом.

 

Самовосстанавливающиеся шины

Немалую роль в загрязнении воздуха в городах играют автомобили, в первую очередь грузовые.  Оказывается, можно меньше засорять окружающую среду, если «переобуть» машины.

Шины — невоспетые герои автомобильных технологий. Они помогают гасить удары, обеспечивают безопасную тягу, снижают сопротивление дорожного покрытия для экономии топлива, продлевают долговечность автомобиля на тысячи километров пробега. И чем дольше может прослужить шина в хорошем состоянии – тем меньше расход топлива и, соответственно, меньше выхлопов.

Задача вырисовывалась ясная: необходимо максимально продлить срок службы шин. И вот благодаря французским исследователям Агнес Пулбо и Жаку Барро появились шины нового поколения для машин-тяжеловозов − самовосстанавливающиеся.

При помощи 3D-принтера ученые получили «умную» конструкцию протектора шины, которая увеличивает долговечность покрышек и тем самым на 20% снижает расход топлива и выбросы CO2. Технология самовосстановления шин очень проста: протектор состоит из нескольких слоев, и когда первый слой изнашивается от трения, в дело автоматически вступает следующий. Вот так шина и регенерируется по мере износа.

Французская исследовательница Агнес Пулбо и шина нового поколения. Фото: EPO

 

Заменитель человеческой ткани dCELL

Пересадка органов – важнейшее достижение медицины, однако до сих пор медики вынуждены бороться с постоянной угрозой отторжения чужеродных тканей. Что поделать, не желает наш организм воспринимать пересаженный орган как свой собственный и борется с чужаком. Правда, против титановых имплантов он не возражает, а вот с мягкими тканями проблема. Для ее решения появилось изобретение британцев из Университета Лидса — иммунолога Эйлин Ингхэм и биоинженера Джона Фишера.

Они предложили новый вариант заменителя мягких тканей человеческого организма – это альтернативный материал для пересадки кожи, сухожилий, сердечного клапана. С ним можно не опасаться реакции иммунной системы пациента на донорский орган — ведь никакого донора по сути нет.

Так называемая технология dCELL от Tissue Regenix, специализированной компании университета Лидса, включает в себя очищение донорской ткани человека или животного с целью удаления почти всех ДНК и клеточного материала. Конечным результатом становится биологический «каркас», на котором можно выращивать новую ткань с необходимыми для пациента свойствами.

Возможности захватывают дух: в перспективе человечество ждет эффективное лечение хронических заболеваний, качественная трансплантация, спасающая жизни. Благодаря технологии dCELL организм можно будет в буквальном смысле ремонтировать.

Первые достижения показаны на пациентах с диабетом – заменитель ткани успешно «ремонтирует» диабетические язвы, заращивая повреждения кожи.

Сердечно-сосудистые заболевания − еще одна перспективная область для dCELL в плане создания заменителей сердечных клапанов, а в ортопедии получают широкое развитие заменители сухожилий.


На главном фото: иммунолог Эйлин Ингхэм и ее изобретение — альтернативный материал для пересадки тканей

logo