جستجوی پیشرفته
آنکوتک » اخبار » علم و دانش » ساخت ابریشم عنکبوتی مصنوعی، قوی تر از تار عنکبوت واقعی

طبیعت غالباً مواد و فرآیندهایی را تولید می کند که دانشمندان را در پیگیری نوآوری راهنمایی می کند. یکی از جدیدترین این نمونه ها به شکل ابریشم عنکبوتی مصنوعی است که توسط محققان دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس ساخته شده است.

به گفته محققان، که یافته های خود را در ژورنال ACS Nano منتشر کردند، نسخه مصنوعی آنها از الیاف ابریشم می تواند از قدرت و سختی تار واقعی فراتر رود.

محققان تصمیم گرفتند مواد جدید خود را بر روی ابریشم عنکبوت مدلسازی کنند زیرا ماده ای بسیار مقاوم و دارای مقاومت کششی چشمگیر است. مواد جدید آنها آخرین تکرار فیبر است که برای اولین بار توسط همان تیم در سال 2018 تولید شد و همچنین از ابریشم عنکبوت طبیعی به عنوان نقطه مرجع استفاده کرد.

کار آنها تنها تحقیق برای الهام گرفتن از عنکبوت ها نیست. در این ماه، تحقیقاتی نیز منتشر شد که نشان می دهد چگونه زهر عنکبوت قیف Fraser Island (K’gari) می تواند از آسیب ناشی از حمله قلبی جلوگیری کند.

به منظور تولید مواد خود، دانشمندان دانشگاه واشنگتن باکتری را در آزمایشگاه به طور ژنتیکی تولید کردند تا پروتئین های ترکیبی ابریشم آمیلوئید تولید کنند. یکی از کلیدهای آخرین نسخه از مواد ابریشمی محققان، یافتن چگونگی افزودن مقدار مورد نیاز نانوکریستال به فیبر مصنوعی بود.

فوژونگ ژانگ، محقق ارشد تحقیق، در بیانیه مطبوعاتی توضیح داد: 

"عنکبوت ها نحوه چرخش الیاف را با مقدار مطلوب نانوکریستال مشخص کرده اند." "اما وقتی انسان از فرایندهای چرخشی مصنوعی استفاده می کند، مقدار نانوبلورهای موجود در یک الیاف مصنوعی ابریشم اغلب کمتر از مقدار طبیعی آن است."


یافتن تعادل نانوکریستال مناسب
به منظور بهبود تعداد نانوکریستال در مواد آنها، محققان توالی های آمیلوئیدی جدیدی اضافه کردند که تمایل بیشتری به تشکیل نانوکریستال های مورد نیاز دارند.

باکتری های محققان دانشگاه واشنگتن در نهایت یک پروتئین آمیلوئید پلیمری ترکیبی با 128 واحد تکرار تولید کردند. در حالی که این واحد کمتر از 192 کار قبلی تیم را تشکیل می دهد، محققان می گویند نانوبلورهای اضافه شده بیش از حد برای از دست دادن قدرت است.

در آزمایش های خود، محققان نشان دادند که پروتئین های 128 تکرار منجر به "فیبر با قدرت گیگاپاسکال (اندازه گیری مقدار نیروی لازم برای شکستن یک فیبر با قطر ثابت) می شود که از فولاد معمولی قوی تر است."

از نظر مقاومت تقریباً 1 گیگاپاسکال (GPa)، مقاومت الیاف نیز از برخی الیاف ابریشم عنکبوت طبیعی و حتی کولار بیشتر است. محققان همچنین سختی متوسط حدود 161 مگاژول در متر مکعب را برای مواد آنها اندازه گیری کردند و آن را سخت تر از برخی ابریشم های عنکبوتی طبیعی کرد.


کد امنیتی
عکس خوانده نمی شود
برای این مطلب هنوز نظری درج نشده است