ساخت تار مصنوعی با الهام از مرد عنکبوتی؛ پیشرفت جدید محققان تافتس, دانشمندان با الهام از توانایی مرد عنکبوتی در پرتاب تار و بکشان اشیاء، فناوری نوینی را توسعه دادهاند که در آن یک ماده سیال چسبنده از طریق سوزن پرتاب میشود، بلافاصله جامد شده و به یک ریسمان مقاوم تبدیل میگرد تا بتواند اجسام را بلند کند.
تکنولوژی تار پرتابی مبتنی بر فیبروئین ابریشم بر اساس گزارش منتشر شده در، محققان دانشگاه تافتس ایالات متحده موفق شدهاند الیاف چسبندهای مشابه تارهای مرد عنکبوتی را از پیلههای پروانه ابریشم استخراج کنند. آنها این الیاف را جوشانده و به پروتئینهای ساختمانی به نام فیبروئین تجزیه نمودهاند. فیبروئینها از طریق سوزنهای بسیار باریک به بیرون پرتاب شده و در تماس با هوا، بلافاصله منجمد و به فیبرهای محکمی تبدیل میشوند.
الیاف مصنوعی تولید شده قادرند اجسامی تا ۸۰ برابر وزن خود را در شرایط مختلف بلند کنند. با این حال، ابریشم طبیعی عنکبوت همچنان نزدیک به ۱۰۰۰ برابر نیرومندتر از این ساختارهای مصنوعی باقی مانده است.
کشف اتفاقی که موانع را برطرف کرد پیش از این، تیم تحقیقاتی دانشگاه تافتس از فیبروئین ابریشم برای ساخت چسبهای قدرتمند کارآمد در محیطهای زیر آب بهره میبرد، اما نتوانسته بود خاصیت منحصر به فرد تارهای عنکبوت را به طور دقیق در آزمایشگاه بازتولید کند. پیشرفت کلیدی زمانی رخ داد که مارکو لو پرستی، استادیار این دانشگاه، در حین تمیز کردن ظروف شیشهای با استون، متوجه تشکیل یک ماده تارمانند در کف شیشه شد.
این مشاهده اتفاقی راهحل چالشهای موجود را فراهم آورد. لو پرستی دریافت که محلولهای فیبروئین ابریشم در طول چند ساعت با حلالهای آلی مانند اتانول یا استون به آرامی به یک هیدروژل نیمهجامد تبدیل میشوند. افزودن دوپامین که پیشتر در ساخت چسبها مورد استفاده قرار میگرفت، باعث شد فرایند انجماد به صورت تقریبا فوری اتفاق بیفتد.
هنگامی که محلول تازه از طریق سوزن خارج میشود، استون در هوا تبخیر کرده و فیبر بلافاصله به هر سطحی که در تماس باشد، متصل میگردد. محققان با افزودن کیتوزان (مشخصه از اسکلت بیرونی حشرات) که استحکام کششی را تا ۲۰۰ برابر افزایش میدهد، و بافر بورات که چسبندگی را نزدیک به ۱۸ برابر تقویت میکند، عملکرد این تارهای مصنوعی را به شدت ارتقا بخشیدند. نتایج این پژوهش در نشریه علمی منتشر شده است.
