Миксина - это морская рыба, имеющая форму угря, известная тем, что выделяет большое количество «слизи», которая разворачивается, собирается и расширяется в окружающую воду в ответ на угрозу или нападение хищника. Этот защитный механизм работает даже против акул, эффективно закупоривая их жабры или удушая их.
Успешное использование миксинами своего защитного геля примечательно, особенно потому, что это животное не осуществляет прямого контроля над концентрацией слизи, которую оно выделяет в морскую воду.
Гаурав Чаудхари, докторант кафедры машиностроения и инженерии Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн (UIUC), представит свою работу о слизи миксины на 88-м ежегодном собрании Общества реологов, проводится февр.12-16, Тампа, Флорида. В исследовании изучается образование слизи миксинами и особые свойства, позволяющие им собираться в твердый гель, не растворяясь в окружающей воде.
Для этого Чаудхари и его коллеги посетили Университет Гвельфа в Канаде, где профессор Дуг Фадж содержит большое количество миксин.
«Мы получили сырой материал слизи непосредственно из живой рыбы, а затем смогли произвести наши собственные образцы слизи различной концентрации», - сказал Чаудхари. Исследователи использовали реометр, который измеряет реакцию жидкостей с такой необычной вязкостью на силы, чтобы измерить, как слизь растягивается и течет с течением времени и в различных условиях.
Исследовательская группа во главе с Рэнди Эвольдтом, доцентом, который руководит исследовательской группой Эвольдта в UIUC, обнаружила, что твердые и жидкие свойства слизи остаются «самоподобными» в широком диапазоне концентраций. Это означает, что даже если концентрация может резко измениться, общая структура и свойства геля не изменятся.
«Гель становится более вязким с концентрацией», - сказал Эвольдт. Их результаты также показывают, что постоянство в том, как слизь деформируется и течет, существует, потому что слизь имеет одинаковую структуру при всех концентрациях.
«Теперь мы знаем, что этот материал в 10 000 раз мягче желатина, а не просто сверхмягкое эластичное твердое тело, как считалось ранее», - сказал Чаудхари. «Скорее, он обладает очень интересными свойствами, зависящими от времени. Его свойства, зависящие от концентрации, сильно отличаются от многих других биополимерных или синтетических систем. Такие свойства делают слизь совершенно идеальной для сборки в неконтролируемых условиях».
Slime имеет множество потенциальных применений. Например, он может закупоривать или замедлять утечки из оборудования для бурения нефтяных скважин или снабжать клеточные культуры редкой сетью волокнистых элементов, которые могут создавать уникальные структуры тканевых каркасов и даже поддерживать трехмерные клеточные культуры..
«Наши будущие усилия будут сосредоточены на лучшем понимании механики микроструктурного уровня слизи», - сказал Чаудхари.«В конечном итоге мы хотели бы разработать материалы, которые будут иметь такие же функциональные возможности, как слизь миксины, за счет использования синтетических компонентов, а также развивать идеи и методы для улучшения конструкции материала».