Sztuczne włókno trwalsze od pajęczych sieci. Do jego stworzenia wykorzystano bakterie 28.10.2021

Gotowy materiał może w przyszłości znaleźć zastosowanie w przemyśle tekstylnym lub przy tworzeniu nici dentystycznych. 

Różne gatunki stawonogów wykorzystują je do budowy gniazd, oplątu, sieci łownych czy zbiorników powietrza, które niekiedy wyglądają naprawdę spektakularnie. Struktury wykonane z nici przędnych mogą robić duże wrażenie wizualne, jednak to nie dlatego naukowcy przyglądają im się z dużą uwagą. Pajęcze włókna cechują się dużą wytrzymałością mechaniczną: są rozciągliwe i trudno je rozerwać. Mogłyby dlatego świetnie sprawdzić się jako materiał do produkcji odzieży sportowej, nici dentystycznej, a nawet kamizelek kuloodpornych.

Pozyskiwanie surowca w ilościach przemysłowych bezpośrednio od stawonogów jest jednak zbyt kosztowne i nieefektywne: zwierzęta w warunkach laboratoryjnych mają tendencję do zjadania siebie nazwajem. Badacze nie bez powodu szukają alternatywnych dróg jego zdobycia. Jedną z nich opisano niedawno na łamach specjalistycznego czasopisma „ACS Nano". Autorami projektu są inżynierowie z Uniwersytetu Waszyngtona w St. Louis. Ich pomysł opierał się na zaprojektowaniu amyloidów jedwabiu i ich replikacji w zmodyfikowanych bakteriach. W przeszłości zrobili już coś podobnego, jednak teraz chcieli poprawić parametry nowo powstałego materiału. 

Kluczem do sukcesu zespołu działającego w laboratorium prof. Fuzhonga Zhanga okazała się zmiana aminokwasów białek jedwabiu pajęczego. Optymalne okazało się także stworzenie β-nanokryształów, co zwiększyło wytrzymałość włókna. W wyniku zastosowanych procesów okazało się być trwalsze niż zwykła stal i sieci stworzone przez niektóre jedwabniki. – Po raz pierwszy możemy odtworzyć nie tylko to, co potrafi natura, ale także wyjść poza to – nie krył zadowolenia Jingyao Li, jeden z inżynierów pracujących nad przedsięwzięciem. 

Naukowcy nie chcą spoczywać na laurach i wyraźnie zaznaczają, że to dopiero początek ich prac w tym obszarze. Zhang chce przetestować inne typy amyloidów, wierząc, że jego projekt przyczyni się do rozwoju materiałoznawstwa zainspirowanego naturą.