Jedwab o wytrzymałości karbonu, dzięki pająkom!

Naukowcy pod wodzą Nicoli Pugno na włoskim uniwersytecie w Trento połączyli jedwab „produkowany” przez pająka z grafem i nanorurkami węglowymi, dzięki czemu otrzymany w ten sposób materiał kompozytowy jest pięć razy silniejszy. Jedwab zawierający nanorurki z grafenu i nanorurek węglowych jest wytwarzany przez przędzenie pająka, „karmieniu” go wodą zawierającą nanorurki, informuje Sydney Morning Herald.

„Pająki umieszczone w środowisku z roztworami wodnymi zawierającymi nanorurki lub grafen mogą wytwarzać jedwab sznurkowy o podwyższonych właściwościach mechanicznych, o dotychczasowej wytrzymałości, w połączeniu z wytrzymałością porównywalną do wytrzymałości włókien węglowych lub… zębów„, podają badania.

Wzmocnione jedwabne włókna

„Nasz eksperyment koncepcyjny toruje drogę do wykorzystania naturalnie efektywnego procesu przędzenia pająka w celu wytworzenia wzmocnionych włókien jedwabiu, a tym samym udoskonalenia jednego z najbardziej obiecujących materiałów w porównaniu z syntetycznymi odpowiednikami„.

„Ta procedura naturalnej integracji zbrojenia w biologicznych materiałach konstrukcyjnych może być również stosowana w przypadku innych zwierząt i roślin, co prowadzi do nowej klasy bionikompozytów do innowacyjnych zastosowań„.

Mocny materiał

„Wiemy już, że istnieją biominerały obecne w matrycach białka i twardych tkankach owadów, które dają im dużą siłę i twardość w szczękach, żuchwie i zębach, na przykład” – powiedziała Pugno. „Więc nasze badanie sprawdziło, czy właściwości pająka mogą zostać „wzmocnione” przez sztuczne włączenie różnych nanomateriałów do struktur białkowych jedwabiu„.

Choć tylko na razie wyprodukowano do tej pory niewielką skalę dowodów, testy wykazały, że jedwabny bielony jedwab jest jednym z najsilniejszych materiałów na ziemi – równym czystym włóknom węglowym.

„Jest to jedne z najlepszych włókien polimerowych spunowanych pod względem wytrzymałości na rozciąganie, nawet w porównaniu z włóknami syntetycznymi, takimi jak Kevlar” – powiedział Pugno. Nadal potrzebne są dalsze badania i udoskonalenia, ale prace Pugno i jej współpracowników stwarzają możliwość przechowywania w pułapkach milionów pająków, „karmionych” nanowłóknami i wykorzystywanych do dostarczania ton wzmocnionego jedwabiu.