Свила скромног паука има прилично импресивна својства. То је један од најтврђих материјала који се налазе у природи, јачи од челика и чвршћи од Кевлара. Може се развући неколико пута дужине пре него што се поквари. Из тих разлога, понављање паукове свиле у лабораторији деценијама је била опсесија међу научницима о материјалима.
Сличан садржај
- Пужеви зуби победе паукову свилу као најјачи материјал природе
- Да ли би паукова свила могла зауставити покретни воз?
Сада, истраживачи са Универзитета у Кембриџу створили су нови материјал који опонаша снагу, растезљивост и капацитет који апсорбује енергију паукове свиле. Овај материјал нуди могућност побољшања на производима од бициклистичких кацига, падобрана до јакни од метака до крила авиона. Можда њено најимпресивније имање? То је 98 одсто воде.
„Пауци су занимљиви модели јер су способни да производе ова врхунска свилена влакна на собној температури користећи воду као растварач“, каже Дарсхил Схах, инжењер из Центра за иновацију природних материјала у Цамбридгеу. "Овај процес пауци су се развијали током стотина милиона година, али досад нисмо били у могућности да га копирамо."
Влакна направљена од лабораторија створена су од материјала који се зове хидрогел, а то је 98 одсто воде и 2 одсто силицијума и целулозе, а последња два су држана цуцурбитурилс, молекулама које служе као “лисице”. Силика и целулозна влакна се могу повући из хидрогела. Након 30 секунди или толико, вода испарава, остављајући иза себе само снажне, растезљиве нити.
Влакна су изузетно снажна - иако не тако снажна као најјаче паукове свиле - и, значајно, могу се направити на собној температури без хемијских растварача. То значи да ако се могу произвести у обиму, имају предност у односу на друга синтетичка влакна попут најлона, којима су потребне екстремно високе температуре за предење, што производњу текстила чини једном од најпрљавијих индустрија на свету. Вештачка паукова свила је такође у потпуности биоразградива. А будући да је направљен од уобичајених, лако доступних материјала - углавном воде, силикагела и целулозе - има потенцијал да буде и приступачан.
Пошто материјал може да апсорбује толико енергије, потенцијално се може користити као заштитна тканина.
"Пауцима је потребан тај апсорпциони капацитет, јер када птица или мува удари на њихову мрежу, онда морају бити у стању да апсорбују то, иначе ће се сломити", каже Схах. "Дакле, ствари попут отпорне на шрапнеле или друга заштитна војна одећа, то би била узбудљива примена."
Остале потенцијалне апликације укључују крпу за једро, тканину са падобраном, материјал за балоне са врућим ваздухом и кациге за бицикле или скејтборд. Материјал је биокомпатибилан, што значи да се може користити у људском телу за ствари попут убода.
Влакна би се такође могла модификовати на бројне занимљиве начине, каже Схах. Замјена целулозе разним полимерима могла би претворити свилу у потпуно другачији материјал. Основна метода могла би се поновити да се произведу верзије многих тканина са мало топлине, без хемијских растварача.
"То је генеричка метода да се сва влакна направе, да било који облик [вештачког] влакна постане зеленим", каже Шах.
Схах и његов тим далеко су једини научници који раде на стварању вештачке паукове свиле. За разлику од свилене бубе, која се може узгајати због њихове свиле, пауци су канибали који не би подносили блиске просторе потребне за узгој, па је окретање лабораторији једини начин да се добију значајне количине материјала. Сваких неколико година доноси наслове о новим уласцима у процес. Немачки тим је модификовао Е-цоли бактерије за производњу молекула паукове свиле. Научници са Државног универзитета Утах узгајали су генетски модификоване "паукове козе" како би произвели свилене протеине у свом млеку. Америчка војска тестира "змајску свилу" произведену модификованим свиленим глистама за употребу у прслуцима од метака. Почетком ове године, истраживачи са Каролинског института у Шведској објавили су рад о новој методи за коришћење бактерија за производњу протеина паукове свиле на потенцијално одржив, скалабилан начин. И овог пролећа стартуп Болт Тхреадс са седиштем у Калифорнији, представио је свилене кравате од паукове свиле на СКССВ фестивалу. Њихов производ настаје путем ферментације квасца који ствара протеине свиле, који потом пролазе кроз процес екструзије да би постали влакна. То је довољно обећавајуће да је створио партнерство са произвођачем на отвореном Патагониа.
Али, како каже прича из Виред- а из 2015. године, „до сада је свака група која је покушала произвести довољно ствари да би је пласирала на масовно тржиште, од истраживача до огромних корпорација, прилично пропала“.
То је изазов са којим се Схах и његов тим суочавају тренутно.
"Тренутно направимо око неколико десетина милиграма од тих материјала и из њих извлачимо влакна", каже он. „Али то желимо да покушамо и то у много већем обиму.“
Да би то постигли, тим ради на роботизованом уређају за брже и веће влакно брже и у већем обиму него раније. Имали су неки успех, каже Схах, и настављају да истражују процес.
„Још смо у раним фазама истраживања“, каже он.
Открића тима недавно су објављена у часопису Процеедингс оф тхе Натионал Ацадеми оф Сциенцес .
