Героїчний вчинок
Дослідники стверджують, що їм вдалося створити реальну технологію створення павутини, схожу на щось прямо з «Людини-павука». Їхній прототип не змусить вас найближчим часом вистрибувати з будівель, але він відображає суть витонченої штуковини Пітера Паркера.
Як детально описано в новому дослідженні, опублікованому в журналі Advanced Functional Materials, дослідники розробили спеціальну рідину, яка при викиді з голки негайно твердне в нитку, що чіпляється за предмети. Вона також є досить міцною і досить липкою, щоб їх підняти.
За словами співавтора дослідження Марко Ло Престі, хоча павуки залишаються майстрами ткацтва шовку, цей пристрій може робити те, чого не можуть більшість павукоподібних: стріляти павутинням.
«Ми демонструємо спосіб випустити волокно з пристрою, а потім прикріпити його та підняти об'єкт на відстані», — заявив у своїй заяві Ло Престі, дослідник біомедичної інженерії з Університету Тафтса. «Замість того, щоб представляти цю роботу як матеріал, натхненний біологією, насправді це матеріал, натхненний супергероями».
Розумне рішення
Волокно дослідників переважно складається з розчину, що містить фіброїн шовку, будівельний блок білка, отриманий в результаті виварювання шовку, що виробляється коконами молі. Фіброїн шовку сам по собі може утворювати тягучий клей, але щоб з'ясувати, як змусити його тверднути в повітрі, дослідникам знадобився щасливий випадок.
"Я працював над проєктом зі створення надзвичайно міцних клеїв з використанням фіброїну шовку, і, чистячи скляний посуд ацетоном, я помітив, що на нижній частині скла утворюється павутиноподібний матеріал", — сказав Ло Престі у своїй заяві.
Дослідник зрозумів, що поєднання ацетону і дофаміну — так, тієї самої речовини, яка викликає гарне самопочуття, що виробляється вашим мозком — прискорило процес затвердіння з кількох годин до майже миттєвого.
Крім того, що дофамін за своєю природою клейкий, він, зокрема, значно прискорює процес, витягуючи воду з фіброїну шовку, тоді як ацетон випаровується.
Натягнуті
Це розв'язало проблему викидання павутиння. Однак, щоб зміцнити волокна, дослідники додали матеріал під назвою хітозан — цукровий біополімер, отриманий з хітину, який утворює екзоскелет комах. Вони також додали іони борату, щоб зробити його ще більш липким.
При всіх цих тонких налаштуваннях волокна могли вловлювати об'єкти, вага яких у 80 разів перевищувала їх власну, на відстані близько п'яти дюймів. Як видно з однієї з відеодемонстрацій, пристрій для викидання павутиння успішно висмикує металевий скальпель, що застряг у чашці Петрі з піском, після чого захоплює його потоком схожої на слиз рідини, яка швидко твердне.
Це не так елегантно, як те, як це зробив би павук, а неймовірно міцний шовк, який виробляють павуки, як і раніше приблизно в 1000 разів міцніше штучних волокон, створених дослідниками. Проте, навіть якщо дослідникам не вдалося зрівнятися з природними майстрами шовку, наслідування трюків супергероїв — справа не легка.
"Нас може надихати природа. Нас можуть надихати комікси та наукова фантастика", — заявив у своїй заяві співавтор Фіоренцо Оменетто, директор Silklab Тафтса. «У цьому випадку ми хотіли перепроєктувати наш шовковий матеріал так, щоб він поводився так, як його спочатку задумала природа і як це представляли автори коміксів».
Джерела: Phys.org
