الیاف ابریشمی هوشمند با قدرت برداشت ۸۰ برابری وزن؛ الهام از مرد عنکبوتی, پژوهشگران آزمایشگاه ابریشم دانشگاه تافتس آمریکا موفق به توسعه یک فناوری نوین تاراندازی شدهاند که مستقیماً از قابلیتهای مرد عنکبوتی الهام گرفته شده است. این ابتکار امکان تبدیل فوری مایع ابریشم به الیاف جامد، چسبان و فوقالعاده مقاوم را فراهم آورده است.
مکانیزم عملکرد از مایع به جامد در کسری از ثانیه این الیاف نوین از پروتئین فیبروین استخراج شده از پیله کرم ابریشم تولید میشوند. با جوشاندن پیلهها در محلول، فیبروین جدا شده و از طریق یک سوزن نازک پرتاب میگردد. کلید این فناوری، افزودن دوپامین به ترکیب است که باعث میشود در تماس با هوا، جریانات مایع تقریباً بلافاصله به هیدروژلهای نیمهجامد و چسبان تبدیل شوند؛ فرایندی که در حالت طبیعی ساعتها طول میکشید.
قدرت شگفتانگیز برداشت بار آزمایشهای مختبری نشان داده که این تارهای مصنوعی میتوانند اشیایی تا ۸۰ برابر وزن خود را بلند کنند. محققان با موفقیت اجسام متنوعی از جمله پیله فلزی، میخ فولادی، لوله آزمایشگاهی، چاقوی جراحی و تکه چوبی را از فاصله ۱۲ سانتیمتری جذب و برداشت کردند. افزودن پرکنندههایی مانند کیتوسان و حائل بورات، مقاومت کششی و انعطافپذیری الیاف را به شدت افزایش داده است. چرا کرم ابریشم به جای عنکبوت؟
انتخاب کرم ابریشم به جای عنکبوت، تصمیم استراتژیک محققان بوده است. ابریشم کرم خصوصیات ساختاری مشابه تار عنکبوت دارد، اما استخراج و پردازش آن بسیار سادهتر، ارزانتر و مقیاسپذیرتر است. این موضوع راه را برای تولید صنعتی و کاربردهای گسترده باز میکند.
آینده کاربردها و چالشها تیم پژوهشی کاربردهای وسیعی برای این فناوری پیشبینی میکند، از جمله مهندسی بافتهای زیستی، سیستمهای هدفمند انتقال دارو، بیوسنسورها و چسبندههای پزشکی پیشرفته. با وجود اینکه مقاومت فعلی هنوز به سطح تارهای طبیعی عنکبوت (که تقریباً هزار برابر مقاومترند) نرسیده است، محققان بر روی بهینهسازی ترکیبات و فرآیند تولید برای رسیدن به کاراییهای بالاتر تمرکز دارند.
نتایج کامل این پژوهش در ژورنال معتبر منتشر شده است.
