ابریشمی مصنوعی با قدرت هفتاد درصدی فراتر از ابریشم عنکبوت

به گزارش سینا پرس فارس، اکنون دانشمندان کشف کرده‌اند که چگونه ابریشم تولید شده به‌طور طبیعی توسط کرم‌های ابریشم می‌تواند 70 درصد قوی‌تر از ابریشم‌های عنکبوت با برداشتن لایه خارجی چسبنده و چرخاندن دستی ابریشم باشد. این مطالعه توسط محققان دانشگاه تیانجین در 6 اکتبر در مجله Matter منتشر شد.

ژی لین، نویسنده ارشد، بیوشیمی‌دان دانشگاه تیانجین، می‌گوید: «یافته‌های ما تصور قبلی را که ابریشم کرم ابریشم نمی‌تواند در عملکرد مکانیکی با ابریشم‌های عنکبوت رقابت کند، معکوس می‌کند.

از لحاظ تاریخی، ابریشم کرم ابریشم در مد به عنوان منبعی از لباس های لوکس و پوشاک مناسب برای سلطنت استفاده می شد. با این حال، امروزه مواد مبتنی بر ابریشم به احتمال زیاد در زیست پزشکی به عنوان ماده ای برای بخیه ها و مش های جراحی یافت می شوند. همچنین به دلیل زیست سازگاری، خواص مکانیکی و زیست تخریب پذیری برای آزمایش های بازسازی بافت استفاده می شود.

رایج ترین روش تولید ابریشم، پرورش کرم ابریشم است. با این حال، این ابریشم ها به اندازه ابریشم ریسیده شده توسط عنکبوت ها بادوام یا قوی نیستند، به ویژه ابریشم های دراگلاین عنکبوت که به طور طبیعی تحت کشش بالا به خوبی عمل می کنند. ابریشم دراگلاین ابریشم ساختاری اصلی تار عنکبوت است. لین می گوید: از آن به عنوان راه نجاتی برای سقوط عنکبوت از درختان نیز استفاده می شود. از سوی دیگر، کرم‌های ابریشم از ابریشم‌های نرم‌تر خود برای ساخت پیله‌های پنبه‌مانند خود در هنگام تبدیل به شکل پروانه‌های خود استفاده می‌کنند.

در حالی که دانشمندان دیگر DNA عنکبوت‌ها را برای ساختن ابریشم ترکیب کرده‌اند، گروه تحقیقاتی Lin می‌خواست از کرم‌های ابریشم معمولی استفاده کند که در دسترس‌تر و مدیریت آسان‌تر هستند. آنها از ریسندگی مصنوعی ابریشم تخم مرغ عنکبوت الهام گرفتند. این یک نسبت نزدیک به ابریشم کرم ابریشم است و نشان داده شده است که در فرآیند ریسندگی به خوبی عمل می کند.

الیاف ابریشم طبیعی کرم ابریشم از یک فیبر هسته پیچیده شده توسط چسب ابریشم تشکیل شده است که در چرخش الیاف برای اهداف تجاری اختلال ایجاد می کند. برای حل این مشکل، دانشمندان ابریشم را از کرم ابریشم معمولی Bombyx mori در حمامی از مواد شیمیایی جوشاندند که می‌توانست این چسب را حل کند و در عین حال تخریب پروتئین‌های ابریشم را به حداقل برساند. سپس، برای تقویت ابریشم برای ریسندگی، تیم تحقیقاتی ابریشم را در حمامی از فلزات و شکر جامد کردند.

لین می‌گوید از آنجایی که ابریشم کرم ابریشم از نظر ساختاری بسیار شبیه به ابریشم عنکبوت تخم‌مرغی است، که قبلاً نشان داده شده بود که در ترکیبی از حمام‌های روی و آهن به خوبی عمل می‌کند، ما فکر کردیم این روش جایگزین را برای جلوگیری از شرایط خطرناک مورد استفاده در جاهای دیگر آزمایش کنیم. ساکارز، شکلی از قند، ممکن است چگالی و ویسکوزیته حمام انعقادی را افزایش دهد، که در نتیجه بر تشکیل الیاف تأثیر می گذارد.

پس از چرخاندن و کشیدن دستی، ابریشم ها از ابریشم کرم ابریشم اصلی نازک تر می شوند و تقریباً به اندازه ابریشم های عنکبوت می رسند. پس از مشاهده زیر میکروسکوپ، لین آنها را به عنوان "صاف و قوی" توصیف می کند که نشان می دهد الیاف مصنوعی می توانند در برابر نیرو مقاومت کنند.

لین می‌گوید: «ما امیدواریم که این کار راه امیدوارکننده‌ای را برای تولید ابریشم مصنوعی با کارایی بالا باز کند.

مترجم: فتانه حق پرست

منبع: scitechdaily