Из вирусов сделают... краску

Американские ученые придумали весьма необычную краску. Она состоит из… вирусных частиц! Дело в том, что капсулы вирусов, хоть сами по себе и являются бесцветными, тем не менее, способны поглощать одни световые волны и отражать другие. В результате этого поверхность, на которую они нанесены, приобретает окраску, которая не выцветает со временем.

С древних времен люди использовали самые разнообразные красители, которые изготовлялись из организмов живых существ — растений и животных. Взять хотя бы индигоферу (Indigofera), кустарник из Южной Америки, из листьев которого получали синюю краску, — за обладание территорией, на которой обитали эти растения, устраивались весьма кровавые войны между индейскими племенами. А в античном Средиземноморье такие же постоянные войны вспыхивали из-за островов, вблизи которых обитали моллюски Murex brandaris, Hexaplex trunculus и Thais haemastoma.

Природа одарила этих морских улиток особой железой (она находится в мантии, на стенке жаберной полости), которая вырабатывает пурпур. Именно за обладание этим красителем, который в Греции, Малой Азии, а позже и в Риме считался самым ценным (ведь пурпурные одежды могли позволить себе только знатные и богатые люди), и шла постоянная борьба древних средиземноморских цивилизаций. Стоил пурпур очень дорого. Еще бы, ведь для того, чтобы получить краситель, нужно было извлечь тело моллюска из раковины, вымочить в соляном растворе, а затем десять дней кипятить. Сил и времени уходило много, а эффект был весьма низким — из десяти тысяч улиток получался всего лишь один грамм краски.

Читайте также: Ультрафиолет "вылечит" поцарапанную машину

И хотя с XIX века, когда началась эпоха массового производства синтетических красителей, все эти "войны за краску" ушли в прошлое, интерес к красителям, которые сделаны на основе пигментов живых организмов до сих пор весьма велик. В частности, химики до сих пор пытаются найти способ сделать их более долговечными — ведь, увы, краски, приготовленные из таких "живых" красителей достаточно быстро выцветают. И вот недавно ученые из Университета Калифорнии в Беркли (США) предложили весьма оригинальное решение данной проблемы. Они предлагают использовать для окраски пигменты… вирусов!

Вообще-то, окрашенных пигментов у этих мельчайших живых организмов не имеется — все вирусы бесцветны. Однако белки их оболочек способны поглощать одни световые волны и отражать другие (точно так же это делают и пигменты). Согласно предположению исследователей, если собрать на плоской поверхности множество мельчайших вирусных частиц и сложить из них определенную структуру, то она сразу же окрасится в требуемый цвет.

Собственно говоря, подобный способ окраски (когда само вещество бесцветно, но благодаря тому, что оно образует сложные структуры, поглощающие одни волны и отражающие другие, создается своеобразная "окраска") весьма распространен в природе. Так, например, голубой цвет клювов некоторых уток, синие морда и зад забавных обезьян мандрилов (Mandrillus sphinx) обязаны своей расцветкой соединительнотканному белку коллагену, который сам по себе бесцветен. Однако, как выяснили химики еще в прошлом столетии, складываясь в упорядоченные структуры, коллаген приобретает способность по-разному отражать световые волны.

Интересно также, что на разных уровнях организации данных структур (в частности, сначала нити белка объединяются в "канаты", а эти "канаты", в свою очередь, — в еще более сложные пучки, напоминающие "морские узлы") он обладает и разными оптическими свойствами, то есть отражает и поглощает волны разной длины. Выходит, что "коллагеновая" окраска зависит от того, как именно структурирован этот белок, — те же "канаты" дают синий цвет, одни "морские узлы" — красный, другие — фиолетовый и т.п.

Так вот, американские ученые решили воссоздать в искусственных условиях такой же способ окраски, однако вместо "сырья" они решили использовать капсулы бактериофага М13 (бактериофаг — это вирус, паразитирующий в бактериях). Дело в том, что, по наблюдениям биологов, палочковидные частицы этого вируса могут образовывать сложные структуры, напоминающие переплетенные нити коллагена. Более того, находясь в растворе, капсулы М13 способны складываться в различные структуры — спирали, листы, узлы и другого вида кластеры.

Исследователям удалось "заморозить" такой вирусный "кристалл". Для этого они погружали в раствор с вирусом стеклянную пластинку, а потом медленно вынимали ее обратно. При этом самые разнообразные силы и взаимодействия, имеющие место на границе между воздухом, стеклом и жидкостью (такие как испарение, силы поверхностного натяжения и взаимодействие частиц вируса с жидкостью), начинали "складывать" из хаотичного скопления миллиардов вирусных частиц замысловатые структуры.

В итоге стеклянная поверхность покрывалась тонким слоем упорядоченных вирусных частиц, причем все созданные структуры выглядели по-разному — в виде перекрученных канатов или же напоминая волнообразную поверхность пачки сухой лапши. Кроме того, ученые, изменяя скорость подъема пластинки из раствора и концентрацию вируса в самой жидкости, смогли повлиять на прочность связи вирусных частиц между собой и на способ их укладки на пластинке. А от этого, соответственно, менялись и оптические свойства получившегося покрытия.

К примеру, если пластинку вынимали из раствора медленно, а концентрация вируса была высокой, то поверхность приобретала радужные переливы, изменяя цвет в зависимости от угла падения света. При быстром же изъятии пластинки покрытие из бактериофагов становилось похоже на быстрорастворимую сухую лапшу, а цвет самой пластинки был неизменен. Экспериментаторам удалось таким образом получить красный, синий, зеленый и желтый цвета. И, по их утверждению, это еще не предел!

Как пишут исследователи в статье, опубликованной в журнале Nature, данный способ окрашивания выгодно отличается от традиционного пигментного, где стойкость цвета зависит от стабильности химических связей внутри красящего вещества — ведь именно их нарушение и ведет к выцветанию краски. А в случае с "вирусным окрашиванием" такой опасности нет, поскольку структура покрытия, раз образовавшись, сохраняется достаточно долгое время и не распадается (правда, это не значит, что ее ничем невозможно повредить).

Читайте также: Русский с китайцем создали плащ-невидимку

Тем не менее, не совсем ясно, будут ли вирусные частицы столь же хорошо держаться на других поверхностях — например, на тканях. Исследователи лишь считают, что новый метод окраски пока что можно применять при окрашивании ногтей — ведь поверхность последнего весьма близка по свойствам к стеклянной пластинке. Так что не исключено, что в ближайшем будущем возбудители СПИДа, гепатита, герпеса и лихорадки Дэнге массово "переквалифицируются" в красители, применяемые при маникюре.

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"

Встройте "Правду.Ру" в свой информационный поток, если хотите получать оперативные комментарии и новости:

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен

Добавьте "Правду.Ру" в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google

Также будем рады вам в наших сообществах во ВКонтакте, Фейсбуке, Твиттере, Одноклассниках, Google+...

Комментарии
Радио "Свобода" созналось, что негативная информация о "Конкорде" была вымышленной
Россиянин, привязавший собаку к рельсам, рассказал о причинах своего поступка
Украинские полярники возьмут с собой в Антарктиду копию томоса
Украинские полярники возьмут с собой в Антарктиду копию томоса
Украинские полярники возьмут с собой в Антарктиду копию томоса
Россиянин, привязавший собаку к рельсам, рассказал о причинах своего поступка
Радио "Свобода" созналось, что негативная информация о "Конкорде" была вымышленной
Учительнице из Барнаула пришлось уволиться после публикации фотографий в платье и купальнике
Украинские полярники возьмут с собой в Антарктиду копию томоса
Оппозиционные депутаты призвали Порошенко покаяться на коленях
Власть намерена фиксировать все передвижения автовладельцев
Литовские политики предложили запретить въезд в страну Григорию Лепсу
Украина закупила у России более 130 тысяч тонн бензина в 2018 году
Украина закупила у России более 130 тысяч тонн бензина в 2018 году
Оппозиционные депутаты призвали Порошенко покаяться на коленях
Оппозиционные депутаты призвали Порошенко покаяться на коленях
Оппозиционные депутаты призвали Порошенко покаяться на коленях
Оппозиционные депутаты призвали Порошенко покаяться на коленях
Оппозиционные депутаты призвали Порошенко покаяться на коленях
Оппозиционные депутаты призвали Порошенко покаяться на коленях
Какая частота пульса нужна для быстрого сжигания жира