این الیاف ابریشم کشسان الهام گرفته از مرد عنکبوتی 80 برابر وزن خود را بلند می کنند

کشف تصادفی دانشمندان باعث شد تا بتوانند یک ماده بسازند که سختی، انعطاف‌پذیری و مقاومت کشش تارهای عنکبوت را تقلید می‌کند.

انگار این ایده از یک کتاب کمیک بیرون آمده: یک لیوان ابریشم مایع که به سرعت به یک الیاف چسبان و قوی تبدیل می‌شود و می‌تواند اشیائی با ۸۰ برابر وزن خود را بلند کند. پژوهشگران با الهام از مرد عنکبوتی این فناوری الیاف جدید را توسعه داده‌اند.

این ماده تار-مانند جدید بسیاری از کودکان (یا بزرگسالان) را خوشحال خواهد کرد. حالا با این الیاف، مرد عنکبوتی یک قدم به واقعیت نزدیک‌تر است. البته قطعاً هنوز از آن مرحله که بین ساختمان‌ها پرواز کنیم دور هستیم_اما شاید نه خیلی دور.

پژوهشگران آزمایشگاه ابریشم در دانشگاه تافتس آمریکا، برای اولین بار یک فناوری تار-انداز ساخته‌اند که در آن یک پرتابه مایع از یک سوزن تقریباً بلافاصله به یک جامد تبدیل می‌شود؛ و چنان قدرتمند است که می‌تواند به اشیاء بچسبد و بلندشان کند.

این پژوهشگران می‌گویند که هدف‌شان این است که قلمروهای تخیل و عمل را به هم متصل کنند. آن‌ها در آزمایشگاه ابریشم، مواد طبیعی را «مواد زنده» تصور می‌کنند. آن‌ها هم از طبیعت و هم از کمیک‌ها و ادبیات علمی-تخیلی الهام می‌گیرند. این ماده ابریشمی جدید دقیقاً به‌گونه‌ای رفتار می‌کند که هم در طبیعت وجود دارد، هم نویسندگان کمیک آن را تخیل کرده‌اند.

الیاف الهام‌گرفته از مرد عنکبوتی

الیاف چسبان پژوهشگران از پیله کرم ابریشم ساخته شده که با جوشاندن در یک محلول به پروتئین‌های فیبروین (fibroin) تجزیه می‌شوند. سپس می‌توان این محلول را از سوراخ نازک یک سوزن به بیرون پرتاب کرد تا جریانی ایجاد شود که، به‌لطف افزودنی‌های درست، در تماس با هوا جامد می‌شود.

چرا دانشمندان به‌جای عنکبوت از کرم ابریشم استفاده کردند؟ علت این است که ابریشم خصوصیاتی مشابه با تار عنکبوت دارد، اما پیچیدگی ساختاری آن کمتر است و مواد خام آن ساده‌تر به‌دست می‌آیند.

درست مثل هر کشف الهام‌گرفته از کتاب‌های کمیک، این دانشمندان نیز کاملاً تصادفی دریافتند که چگونه سختی، انعطاف‌پذیری و چسبناکی طبیعی تارهای عنکبوت را تقلید کنند.

یکی از این پژوهشگران در حال کار روی یک پروژه برای ساخت یک ماده چسبنده بسیار قوی با استفاده از فیبروین ابریشم بود که هنگام تمیز کردن عینکش با اَسِتون دریافت یک ماده تار-مانند در پایین شیشه شکل گرفته است.

دانشمندان دریافتند که فیبروین‌های ابریشم در تماس با حلال‌های ارگانیک، مثل اتانول یا استون، یک هیدروژل نیمه‌جامد شکل می‌دهند؛ اما این فرایند ساعت‌ها زمان می‌بَرَد. اما اگر دوپامین (همان دوپامینی که باعث می‌شود حال شما خوب شود) به آن اضافه شود، تقریباً بلافاصله جامد می‌شود. افزودن پرکننده‌ها (کیتوسان یا حائل بورات) یک الیاف هیدروژل چسبان و کشسان با مقاومت کششی بالا ایجاد می‌کند.

این الیاف مرد عنکبوتی در آزمایش توانستند بیش از ۸۰ برابر وزن خود را بلند کنند. پژوهشگران با موفقیت یک پیله، یک میخ فولادی، یک لوله آزمایشگاهی معلق روی آب، یک چاقوی جراحی نیمه‌مدفون در خاک، و یک تکه چوب را از فاصله ۱۲ سانتی‌متری بلند کردند.

آن‌ها کاربردهای زیادی را برای الیاف مرد عنکبوتی خود می‌بینند. از این کاربردها می‌توان به مهندسی بافت، انتقال دارو، مواد زیستی و چسبنده‌ها اشاره کرد. با این که ماده آن‌ها هنوز به‌اندازه تارهای طبیعی عنکبوت مقاوم نیست (که مقاومت‌شان تقریباً هزار برابر بیشتر است) اما قصد دارند که به بهبود کیفیت این ماده بپردازند.

آن‌ها نتایج کار خود را در ژورنال Advanced Functional Materials منتشر کرده‌اند.