Naukowcom udało się uzyskać włókna mocniejsze od pajęczej sieci
Pajęcza sieć jest od wielu lat niedoścignionym wzorem wytrzymałości włókien. W końcu naukowcom się udało i to nawet z nawiązką. Nowa metoda pozwala znacznie wzmocnić tradycyjnie pozyskiwany jedwab.
Od wielu lat naukowcy dążą do stworzenia włókien mocnych, lekkich i biodegradowalnych jak jedwab. Masowa produkcja nici z takich włókien mogłaby mieć zastosowanie od medycyny (szwy, sztuczne więzadła, ścięgna) po wzmocnioną odzież i sprzęt sportowy.
Dotychczasowe metody pozyskania włókien
Wykonanie materiałów użytecznych dla człowieka z pajęczego jedwabiu jest niezwykle trudne. Pająków nie da się hodować ze względu na ich terytorialny i agresywny charakter, jak podkreśla Zhi Lin, biolog strukturalny z Uniwersytetu Tianjin w Chinach. Jedwab z jedwabników, choć jest łatwiejszy w pozyskaniu, to nie może równać się wytrzymałością.
Dotychczas naukowcy podczas prób stworzenia mocnej nici w laboratorium korzystali z pracy jedwabników. Pierwszym etapem procesu jest poddanie włókien kąpieli chemicznej, w celu usunięcia gumowatej powłoki. Jak podkreślają niektórzy naukowcy również zajmujący się jedwabiem, to jest jak branie siekiery do białek jedwabiu. Jeśli ulegną zbytniemu uszkodzeniu, nie ma mowy o uzyskaniu wysokiej jakości materiału.
Nowa metoda pozyskania włókien
Chiński zespół spróbował uzyskać podobny efekt stosując nieco łagodniejsze metody, jak obniżenie temperatury procesu i zastosowanie enzymu z papai w celu rozpuszczenia powłoki. Ku zaskoczeniu wszystkich okazało się, że to działa.
Następnie taki materiał poddawany był procesowi wytłaczania, ponownie kąpany, tym razem w roztworze zawierającym jony cynku i żelaza oraz rozciągany w celu uzyskania cienkich włókien.
Zespół stwierdził, że w uzyskanych włóknach obecne są jony cynku, a one same są nawet o 70 proc. mocniejsze niż jedwab przędziony przez pająki. Choć jeszcze zbyt wcześnie na myśl o komercyjnym zastosowaniu metody, to już samo rozplecenie jedwabiu w sposób, który go mniej uszkadza, jest dużym sukcesem. Pozwoli to na uzyskanie ostatecznie mniej zniszczonych, a więc mocniejszych włókien.
Źródło: J. Wang et al. Artificial superstrong silkworm silk surpasses natural spider silks. Matter, 06.10.2022. doi: 10.1016/j.matt.2022.08.028
Przeczytaj także:
