Волокно, производимое гусеницами тутового шелкопряда, — очень распространенный и доступный материал, однако по прочности он уступает паутине. Ученые предложили подход, позволяющий преодолеть этот недостаток и сделать материал способным выдерживать на 70% большую нагрузку, чем нити пауков. Исследование опубликовано в журнале Matter.
Шелк широко используется на протяжении многих тысячелетий. Исторически его ценили как материал для дорогой одежды, тогда как сегодня сфера его применения значительно расширилась. Благодаря биосовместимости и биоразлагаемости шелкового волокна из него производят нити для наложения швов на раны, хирургические сетки и подложки для регенерации тканей. При этом основным производителем этого материала с древности и по сей день остаются гусеницы тутового шелкопряда. Несмотря на все достоинства такого шелка, он уступает в прочности и долговечности паутине. Чтобы сделать шелк гусениц по свойствам похожим на паутину, биотехнологи попробовали включить небольшую последовательность ДНК паука в геном тутового шелкопряда. Это дало ожидаемые результаты, но сам метод оказался довольно дорогим и плохо масштабируемым.
Исследователи из Тяньцзиньского университета предложили в качестве альтернативы дешевый и технически простой метод, который позволил сделать шелковое волокно на 70% более прочным, чем паутина. Ученые использовали в экспериментах шелк обычных гусениц тутового шелкопряда. Особенность этого материала состоит в том, что его волокна по своей природе имеют особую клейкую оболочку, которая отрицательно сказывается на прочности и текстуре. Чтобы ее удалить, авторы сначала прокипятили шелковые волокна, а затем обработали химическими веществами, растворяющими этот «природный клей». Затем материал погрузили в раствор, содержащий сахарозу и металлы.
В результате всех этапов обработки ученые получили гладкие и очень прочные волокна, которые по микроструктуре напоминали паутину. Исследование поможет удешевить производство высококачественного и прочного шелка, востребованного в медицине и текстильной промышленности.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
