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Insects tapped for better rubber

Insects tapped for better rubber. 奈 米 期 中 報 告. 機械所 碩一 汪逸涵. Outline. 前言摘要 原理介紹 應用方面 未來發展. Dr Chris. Elvin. 前言. 跳蚤可以說是整個自然界的“跳高”冠軍，它跳的高度大概是自身長度的 20 倍，如果人類能像跳蚤一樣跳躍，我們將能跳到 100 層的高樓上。而澳洲的科學家日前宣佈，他們已經成功利用跳蚤身上的特殊組織合成出一種超彈性材料，並可能生產出全世界最完美的橡膠。 . 起因.

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Insects tapped for better rubber

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Presentation Transcript

  1. Insects tapped for better rubber 奈 米 期 中 報 告 機械所 碩一 汪逸涵

  2. Outline • 前言摘要 • 原理介紹 • 應用方面 • 未來發展 Dr Chris. Elvin

  3. 前言 • 跳蚤可以說是整個自然界的“跳高”冠軍，它跳的高度大概是自身長度的20倍，如果人類能像跳蚤一樣跳躍，我們將能跳到100層的高樓上。而澳洲的科學家日前宣佈，他們已經成功利用跳蚤身上的特殊組織合成出一種超彈性材料，並可能生產出全世界最完美的橡膠。

  4. 起因 • 昆虫的種類不同，習性不同，生活的場所也不同。為了造應不同的生活環境，足的形狀發生了很大的變化 • 跳躍足︰蝗蟲、蟋蟀、蚤螻、跳甲等昆蟲十分善跳；它們的後足腿節膨大，內有發達的肌肉，可以控制脛節的屈伸，產生跳躍行為。捕捉這些昆 虫時特別需要手疾眼快，否則它們會在一瞬間消失得無影無蹤。

  5. 另一方面 • 小小跳蚤一蹦很高；昆蟲飛行不斷扇動翅膀，連接翅膀和身體的組織卻毫無損傷。 • 這些看似奇妙的自然現象其實都是因為節肢彈性蛋白在起作用。 • 澳洲科學家成功合成出昆蟲體內常見的節肢彈性蛋白，用它製造的仿生材料彈性超強。

  6. 實驗介紹-人工合成節肢彈性蛋白 • 生物化學家為了人工合成節肢彈性蛋白，首先從果蠅體內分離出控制節肢彈性蛋白產生的一個基因片段，然後將其插入大腸杆菌中，經過處理的大腸杆菌能夠產生一種節肢彈性蛋白的前體。 • 隨後，他們將這種蛋白和釕激活劑混合在一起，並用強烈的白光照射，促使節肢彈性蛋白前體中的氨基酸分子以特定形式緊密結合在一起，成功使混合物變成了固體。這種人工合成的材料和節肢彈性蛋白一樣具有超強彈性

  7. 節肢彈性蛋白 • 一種由雙個或三個酪氨酸組成的彈性物質，這種蛋白質隨機且沒規則結構交叉相連，繞成鏈狀。 • 它的分子可以延長數倍而不失彈性，似乎比其他橡膠更具彈性。 • 此物質的另一特性是耐疲勞性，研究表示一只壽命7天的蜜蜂就能扇翅5億周次，而人體脊椎植入物的使用壽命需要達到一億周次。

  8. 節肢彈性蛋白 • 節肢彈性蛋白如果被像橡皮般拉長後回縮，貯存在其中的能量九十七﹪將會被釋放，是效率絕佳的彈性體。而且就算在幾個月間連續把它拉長為原來正常狀態下三倍，當鬆開之後它也能在幾秒內迅速恢復原狀。 • 由三種彈性物質組成:elastin (彈力蛋白) gluten (榖蛋白黏膠質) spider silks (蜘蛛絲群結構)

  9. 節肢彈性蛋白 • 有如在蜻蜓翅膀間的腱裡的節肢彈性蛋白，回彈效果有92%。 • 所以目前科學家能然在這種不同條件下試驗，能將人工節肢彈性蛋白的回彈效果試驗到98%，達到更理想的效果。

  10. 主要發展 • 節肢彈性蛋白未來的應用前景非常廣泛，如在醫學上用於脊椎盤移植、心臟和血壓的替換，皮膚上發展，甚至可能用於增加跑鞋後跟的彈力。 • 目前澳洲的科學家們正積極研究這個神奇的跳蚤蛋白質，以利用分子生物技術來抽提合成一種近乎完美的人工橡皮，幾乎不會彈性疲乏，未來可以應用在工業上使用的高效率橡皮

  11. 隨著年齡增長，許多人都會患上腰椎間盤磨損，目前的椎間盤替代物由金屬和聚乙烯製成，強度和韌度都不夠理想。隨著年齡增長，許多人都會患上腰椎間盤磨損，目前的椎間盤替代物由金屬和聚乙烯製成，強度和韌度都不夠理想。 取而代之就是為現今研發出Spinal disc implants技術，能使用100 million循環，受用一生。 醫學上發展

  12. 橡膠工業上突破 • The new resilin rubber has near-perfect resilence. Structural testing of this material indicates the resilin rubber displays 97 per cent resilience, far exceeding that of synthetic polybutadiene(聚丁二烯) ‘superball’ high resilience rubber (80 per cent) and out-performing elastin(彈力蛋白) (90 per cent).

  13. 另一發展 • Dr Mickey Huson and Dr Jane Maxwell 兩位科學家在奈米工業上，纖維紡織業有更突破的發展。 • 有如纖維構成的鷹架或 日常生活中人類所使用 的薄紗、薄綢等… Dr Mickey Huson

  14. 未來期望 • 有科學家提到，未來可在MEMS系統中進行發展，有如高效率性的推動器或者是一種精密藥物載具系統。 • 未來將在更多不同種類的昆蟲上，取出更多高彈回高堅實性的新奇PROTEIN(蛋白質)，應用於各種仿生材料上

  15. THANKS FOR YOUR ATTENTION!!

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