Når du forestiller dig den slags næste generations materialer, der begejstrer videnskabsmænd, er chancerne for, at edderkoppesilke ikke er i nærheden af toppen af listen. Som det imidlertid viser sig, er de usædvanlige mekaniske kvaliteter ved edderkoppesilke - lige fra dets høje trækstyrke og sejhed til dens lette fleksibilitet - gør den til en ekstremt alsidig materiale.
Indhold
- Levering af livreddende stoffer
- Skabe bedre høreapparater
- Hjælper med at reparere beskadigede nerver
- Fremstilling af stødabsorberende panser
- Oprettelse af falsk hud
- Producerer endnu stærkere edderkoppesilke
- At lave fremtidens tøjmateriale
- Hjælper astronauter med at bevæge sig i mikrotyngdekraft
Her er nogle af de fantastiske ting, forskere bruger edderkoppesilke til lige nu. Og nej, på trods af hvad du har læst i Spider Man bøger, at fange superskurke er ikke en af dem!
Anbefalede videoer
Levering af livreddende stoffer
Kunne edderkoppesilke en dag hjælpe med at bekæmpe kræft? Ganske muligt, hvis man skal tro et nyligt schweizisk-tysk projekt. Forskere har udviklet mikrokapsler lavet af sammenkuglet kunstig edderkoppesilke, som snart kan bruges til at levere vacciner direkte til patienters immunceller for at bekæmpe kræftsvulster.
Relaterede
- Genmanipulerede bakterier kan være nøglen til masseproduceret edderkoppesilke
- Genredigerede silkeorme spinder edderkoppesilke ud, kan føre til masseproduktion
"Edderkoppesilke er let og meget modstandsdygtig," professor Carole Bourquin, en specialist i anti-tumor immunterapier, der arbejdede på projektet, fortalte Digital Trends. "Det fremkalder ikke nogen betændelse eller immunreaktion i sig selv. Vi fandt ud af, at mikropartiklerne utroligt nok kan modstå høje temperaturer på mere end 100 grader Celsius (212 grader Fahrenheit) i flere timer. Dette tyder på, at de kan beskytte vacciner i udviklingslande, hvor køling ofte er et problem for konventionelle vacciner."
Skabe bedre høreapparater
Forskere fra New Yorks Binghamton University bruger edderkoppesilke til at forbedre kvaliteten af høreapparatmikrofoner. Ideen er, at ultrafølsom edderkoppesilke kan opfange luftens hastighed i stedet for kun dens tryk på grund af dens ekstreme tyndhed. Ved at belægge edderkoppesilken med guld, og placere den i et magnetfelt for at opnå en elektronisk signal, forskerne var i stand til at skabe en mikrofon i stand til at operere på en imponerende rækkevidde af frekvenser.
"Dagens miniature retningsbestemte mikrofoner lyder dårligt, fordi deres respons varierer stærkt med frekvensen," Ronald Miles, professor i Binghamptons afdeling for maskinteknik, fortalte Digital Trends. "De har en tendens til at miste lavfrekvente lyde og reagerer mest på meget højfrekvente lyde. Vores teknologi vil muliggøre skabelsen af retningsbestemte mikrofoner, der har audiofil kvalitet. Vi har vist, at deres frekvensgang er flad fra 1 Hz til 50 kHz. Det har ikke været muligt indtil nu.”
Hjælper med at reparere beskadigede nerver
Ud over bedre høreapparater har edderkoppesilke andre potentielle anvendelsesmuligheder for mennesker med handicap. I Østrig undersøger forskere brugen af den ultrastærke edderkoppesilke fra den gyldne kuglevæveredderkop fra Tanzania til at hjælpe med at helbrede alvorlige nerveskader. Den mikrokirurgiske teknik involverer fyldning af vener med edderkoppesilke for at hjælpe med at guide nerverne, når de reparerer.
"Desværre har de fleste materialer den virkning, at de hæmmer nervevækst," Christine Radtke, professor i plastik og rekonstruktiv kirurgi ved Østrigs MedUni Vienna/Vienna General Hospital, fortalte Digital Trends. ”Edderkoppesilke er derimod et materiale, som nerver elsker. De vil binde sig til det, og derefter følger fibrene direkte. Det er som et rosen espalier."
Fremstilling af stødabsorberende panser
Forskere fra U.K.s University of Cambridge har designet kunstig edderkoppesilke, som kan bruges til skaber ultralette, men utrolig stærke skjolde. I test har deres materiale vist sig i stand til at sprede tæt på 70 procent af energien, hvis de støder.
Dette er en egenskab, rigtige edderkopper skal have i deres silke for at absorbere virkningen af insekter, der rammer deres spind. Potentielle anvendelser for denne teknologi omfatter alt fra stødabsorberende hjelme til cyklister, fodboldspillere og skateboardere til potentielle pansrede veste til brug af politi eller soldater.
Oprettelse af falsk hud
I tegneserierne har Spider-Man af og til håndteret brækkede eller sårede arme ved at skabe en slynge til sig selv af edderkoppespind. Forskere fra Sverige og Indien tog for nylig denne idé et skridt videre ved at bruge edderkoppesilke til at udvikle sårforbindinger og endda kunstig hud for at hjælpe med at hele sår.
Forbindingerne kunne bruges til at behandle kroniske sår som diabetiske fodsår, mens den kunstige hud kunne bruges til hudtransplantationer i tilfælde af kritiske tredjegradsforbrændinger. Det kunne også bruges som huderstatning til at screene visse lægemiddelmolekyler til den kosmetiske industri. Den kendte videnskabsmand Peter Parker ville være stolt!
Producerer endnu stærkere edderkoppesilke
Ved du, hvilket materiale der er endnu mere alsidigt end edderkoppesilke? Det er rigtigt: grafen, den 2D vidundermateriale bestående af et enkelt lag af carbonatomer lagt ud i et sekskantet arrangement. Mens edderkoppesilke er imponerende stærk, er grafen helt i en anden liga - udråbt som det stærkeste materiale, der er kendt for at eksistere, 200 gange stålets styrke.
I deres bestræbelser på at lave en ny superladet version af almindelig edderkoppesilke har forskere ved University of Trento, Italien fodrede edderkopper med en kost, der delvist bestod af grafen - og så, hvad der skete. Den nanomateriale-snørede silke endte med at være 3x styrken og 10x sejheden af silkeedderkopperne producerer i naturen.
Ingen applikationer er blevet demonstreret endnu, men det er let at forestille sig, hvordan dette kunne implementeres i forbindelse med nogle af de andre use-cases på denne liste.
At lave fremtidens tøjmateriale
Med edderkoppesilkens kombination af stræk, strækbarhed og bæredygtighed er det ikke underligt, at det er efterspurgt fra tøjdesignere. Selvom det stadig er noget ualmindeligt, har edderkoppesilke allerede tiltrukket sig opmærksomhed fra nogle store navne i branchen.
Tidligere har vi skrevet om et fuldt biologisk nedbrydeligt edderkoppesilkesko udviklet af Adidas, samt en North Face prototype "Moon Parka" jakke der er lavet af stort set det samme materiale. Hvor lang tid før edderkoppesilke begynder at dukke op andre steder på hovedgaden?
Hjælper astronauter med at bevæge sig i mikrotyngdekraft
Orbit Weaver (2017)
Denne er virkelig mere en æres-omtale, fordi den ikke inkluderer ægte edderkoppesilke - men snarere inspireret af den måde, edderkopper spinder silke for at bevæge sig rundt på. Skabt af forskere fra Massachusetts Institute of Technology (MIT), den såkaldte Orbit Weaver-enhed er en Spider-Man-lignende webskydespil designet til at lade astronauter lettere trække sig selv fra sted til sted i nul eller mikrogravitationsforhold.
"Enheden skyder en streng ud med en magnetisk spids," Xin Liu, kunstkurator ved MIT Media Lab Space Exploration Initiative, fortalte Digital Trends. "Når spidsen er i kontakt med et stålpanel, sikrer den fastgørelsen på grund af magnetiske kræfter. Så vil enheden spole tilbage, som et fiskebytte, men omvendt, og trække bæreren. Fordi du er teknisk vægtløs, kræver det ikke meget drejningsmoment at trække en person rundt med så lille en enhed."
Redaktørernes anbefalinger
- Syntetisk edderkoppesilke kan hjælpe med at løse verdens plastikforureningsproblemer
- Evnen til at vride sig som magi kan gøre edderkoppesilke til fremtidens robotmuskel
Opgrader din livsstilDigital Trends hjælper læserne med at holde styr på den hurtige teknologiske verden med alle de seneste nyheder, sjove produktanmeldelser, indsigtsfulde redaktionelle artikler og enestående smugkig.
