211service.com
Zīda iestatīšana mūzikai
Zirnekļa zīds ir viens no spēcīgākajiem un izturīgākajiem zināmajiem materiāliem. Taču jaunie pētījumi, ko veica MIT Markus Buehler un citi, varētu norādīt ceļu uz vēl labākiem materiāliem dažādiem lietojumiem, un mūzikas klausīšanās varētu būt atslēga šo sintētisko vielu radīšanai.
Šī diagramma parāda mākslīgā zirnekļa zīda versijas molekulāro struktūru, kas veidoja spēcīgas, labi saistītas šķiedras. Mūzikas skaņdarbi, kuru pamatā ir šādas diagrammas, atklāj, kā atšķiras zīda versijas.
Būhlers, civilās un vides inženierijas profesors, ir sadarbojies ar biomedicīnas inženieri, materiālu zinātnieku, matemātiķi un mūzikas profesoru, cita starpā, lai izstrādātu jaunu pieeju bioloģiski iedvesmotu molekulu izstrādei. Mēs cenšamies pieiet materiālu izgatavošanai citādā veidā, Bīlers skaidro, sākot no celtniecības blokiem - šajā gadījumā no olbaltumvielu molekulām, kas veido zīda struktūru.
Iepriekšējie Bīlera pētījumi atklāja, ka šķiedras ar noteikta veida hierarhisku struktūru palīdz zīdam piešķirt tā izcilās īpašības. Molekulas veido kristālus vai nesakārtotus agregātus, kas savukārt ir salikti noteiktās secībās, un pašas šīs sekvences ir sakārtotas noteiktos veidos. Sākotnējam mēģinājumam sintezēt jaunu materiālu, komanda izvēlējās aplūkot šīs pamatstruktūras variācijas.
Šī pieeja, kas sākās ar detalizētu datormodelēšanu, radīja pārsteidzošus rezultātus. Daži pasākumi darbojās daudz labāk nekā citi, kas šķita tikpat daudzsološi. Tas mums mācīja, ka nepietiek tikai ar olbaltumvielu molekulu īpašību apsvēršanu, saka Bīlers. Ir arī jādomā par to, kā tās var apvienot, lai veidotu labi savienotu tīklu plašākā mērogā.
Komanda atklāja, ka viens potenciāli noderīgs veids, kā domāt par šiem lielāka mēroga īpašumiem, ir to tulkošana mūzikā. Bīlers saka, ka dažādie zīda struktūras līmeņi ir līdzīgi hierarhiskajiem elementiem, kas veido mūzikas kompozīciju — atsevišķas notis, kas apvienotas mēros, kas savukārt veido melodiju utt. Komanda piesaistīja komponistu Džonu Makdonaldu, Tuftsas mūzikas profesoru, un MIT postdoktu Deividu Spivaku, matemātiķi, kurš specializējas kategoriju teorijā. Kopā, izmantojot analītiskos rīkus, kas iegūti no kategoriju teorijas, lai aprakstītu olbaltumvielu struktūras, komanda izdomāja, kā mākslīgā zīda struktūras detaļas pārvērst mūzikas kompozīcijās.
Atšķirības bija diezgan izteiktas: spēcīgas, bet bezjēdzīgas olbaltumvielu molekulas tika pārvērstas mūzikā, kas bija agresīva un skarba, Bīlers saka, savukārt molekulas, kas veidoja izmantojamas šķiedras, radīja mūziku, kas skanēja daudz maigākā un plūstošākā.
Bīlers cer, ka mūzikas skaņdarbus varētu izmantot arī, lai prognozētu, cik labi varētu darboties materiāla jaunās variācijas.