Fibra naturală mai rezistentă decât vestele antiglonț. Ce animal o produce, ce proprietăți uimitoare posedă

Cercetătorii au reușit să genereze fibra naturală mai rezistentă decât Kevlarul, materialul folosit pentru vestele antiglonț. Aceasta este produsă de o vietate modestă, dar ale cărei capacități au drept rezultat și crearea unui astfel de material uluitor, în condițiile în care Kevlarul este, la rândul său, de 5 ori mai rezistent decât oțelul.

Ce animal produce fibra respectivă

Lumea naturală este plină de organisme ce creează tot felul de materiale, inclusiv fibra naturală ce se dovedește a fi mult mai rezistentă decât oțelul, nailonul și vestele antiglonț.

Oamenii de știință au fost întotdeauna interesați de proprietățile uimitoare ale mătăsii de păianjen, dar acum au produs-o cu succes dintr-o altă specie, umilul vierme de mătase.

Citește și: Materialul mai puternic decât kevlarul folosit în veste antiglonț

Anterior, materialele sintetice au trebuit adesea să facă compromisuri între rezistența ridicată la tracțiune și duritate – rezistența la tracțiune fiind cantitatea de solicitare pe care o poate suporta un material în timp ce este întins înainte de rupere, iar duritatea indicând cât de mult șoc ar fi necesar pentru a fisura un material.

De exemplu, fibrele fabricate în mod obișnuit, cum ar fi nailonul, au o duritate mai mare, în timp ce Kevlarul – folosit la vestele antiglonț – posedă o rezistență superioară la tracțiune.

Fibra naturală mai rezistentă decât vestele antiglonț

Mătasea de păianjen, plină de proprietăți interesante, inclusiv rezistență excepțională și o senzație de ușurință, este atât mai puternică decât nailonul, cât și mai rezistentă decât Kevlarul, dar extrem de dificil de produs în masă.

Acest lucru se datorează în primul rând faptului că păianjenii nu lucrează bine „în echipă” și au tendința de a se mânca unii pe alții, ceea ce face ca producția la scară largă prin creșterea păianjenilor să fie destul de dificilă.

Viermii de mătase, pe de altă parte, produc propria lor mătase și au glande remarcabil de asemănătoare cu glanda păianjenilor ce secretă mătasea, necesitând condiții similare de creștere.

Citește și: Viermii care ar putea rezolva problema poluării cu plastic: cum au fost descoperiți

Având în vedere aceste asemănări, cercetătorii au modificat genetic viermii de mătase pentru a produce, în schimb, mătase de păianjen, fibra naturală atât de rezistentă.

Echipa a folosit editarea genelor mediată de CRISPR-Cas9 pentru a crea fibre întregi de mătase de păianjen din acești viermi de mătase transgenici. În esență, au pus codul de fabricare a mătăsii de păianjen în glanda de producere a mătăsii a viermilor de mătase, cu un succes extraordinar. Acest lucru a fost realizat printr-o serie de microinjecții în ouă fecundate de viermi de mătase.

Cum a fost obținută

Fibrele care au fost create de viermii de mătase au o rezistență impresionantă și o duritate care este de șase ori mai puternică decât Kevlarul folosit în vestele antiglonț.

De asemenea, cercetătorii au depășit unele dintre problemele cu care se confruntau la crearea artificială a mătăsii de păianjen, permițându-i să-și păstreze proprietățile mecanice în timp. Aceasta reprezintă prima dată când proteinele de mătase de păianjen de lungime întreagă au fost create folosind viermi de mătase.

Citește și: Cum ar putea pânza de păianjen să revoluționeze medicina. „Niciun alt material nu o întrece”

Echipa sugerează că această reușită oferă o alternativă durabilă la fabricarea fibrelor sintetice comerciale și ar putea avea o gamă întreagă de aplicații, de la apărare, la inginerie biomedicală.

„Mătasea de viermi de mătase este în prezent singura fibră de mătase animală comercializată pe scară largă, cu tehnici de creștere bine stabilite”, a spus Junpeng Mi, autorul principal al studiului publicat în Matter, doctorand la Colegiul de Științe Biologice și Inginerie Medicală de la Universitatea Donghua.

„În consecință, folosirea viermilor de mătase modificați genetic pentru a produce fibre de mătase de păianjen permite comercializarea la scară largă la preț redus”, a adăugat el.