Μετακόμισε, Spider-Man! Το μετάξι αράχνης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή θωράκισης και την επιδιόρθωση νεύρων

Όταν φαντάζεστε το είδος των υλικών επόμενης γενιάς που ενθουσιάζουν τους επιστήμονες, το πιθανότερο είναι ότι το μετάξι της αράχνης δεν βρίσκεται στην κορυφή της λίστας. Όπως αποδεικνύεται, ωστόσο, οι ασυνήθιστες μηχανικές ιδιότητες του μεταξιού αράχνης — που κυμαίνονται από τα υψηλά του αντοχή σε εφελκυσμό και σκληρότητα για την ελαφριά ευκαμψία του — το καθιστούν εξαιρετικά ευέλικτο υλικό.

Εδώ είναι μερικά από τα εκπληκτικά πράγματα για τα οποία οι ερευνητές χρησιμοποιούν το μετάξι της αράχνης αυτή τη στιγμή. Και, όχι, παρά τα όσα έχετε διαβάσει Ανθρωπος αράχνη βιβλία, το να πιάνεις υπερκακούς δεν είναι ένα από αυτά!

Παροχή φαρμάκων που σώζουν ζωές

Θα μπορούσε το μετάξι της αράχνης μια μέρα να βοηθήσει στην καταπολέμηση του καρκίνου; Πολύ πιθανόν, αν πρέπει να πιστέψουμε ένα πρόσφατο ελβετογερμανικό έργο. Οι ερευνητές ανέπτυξαν μικροκάψουλες από σφαιροποιημένο τεχνητό μετάξι αράχνης, το οποίο θα μπορούσε σύντομα να χρησιμοποιηθεί για την παροχή εμβολίων απευθείας στα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος των ασθενών για την καταπολέμηση των καρκινικών όγκων.

«Το μετάξι της αράχνης είναι ελαφρύ και πολύ ανθεκτικό», δήλωσε η καθηγήτρια Carole Bourquin, ειδική στις αντικαρκινικές ανοσοθεραπείες που εργάστηκε στο έργο. είπε στο Digital Trends. «Δεν προκαλεί από μόνο του καμία φλεγμονή ή ανοσολογική αντίδραση. Βρήκαμε ότι εκπληκτικά τα μικροσωματίδια μπορούν να αντέξουν υψηλές θερμοκρασίες άνω των 100 βαθμών Κελσίου (212 βαθμούς Φαρενάιτ) για αρκετές ώρες. Αυτό υποδηλώνει ότι μπορεί να προστατεύουν τα εμβόλια σε αναπτυσσόμενες χώρες όπου η ψύξη είναι συχνά πρόβλημα για τα συμβατικά εμβόλια».

Δημιουργία καλύτερων ακουστικών βαρηκοΐας

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Binghamton της Νέας Υόρκης χρησιμοποιούν μετάξι αράχνης για να βελτιώσουν την ποιότητα των μικροφώνων με βοηθήματα ακοής. Η ιδέα είναι ότι το εξαιρετικά ευαίσθητο μετάξι αράχνης μπορεί να πάρει την ταχύτητα του αέρα αντί απλώς την πίεσή του, λόγω της εξαιρετικής λεπτότητάς του. Επικαλύπτοντας το μετάξι της αράχνης με χρυσό και τοποθετώντας το σε μαγνητικό πεδίο για να αποκτήσετε ένα ηλεκτρονικό σήμα, οι ερευνητές μπόρεσαν να δημιουργήσουν ένα μικρόφωνο ικανό να λειτουργεί σε ένα εντυπωσιακό εύρος συχνότητες.

«Τα σημερινά μικροσκοπικά κατευθυντικά μικρόφωνα ακούγονται άσχημα επειδή η απόκρισή τους ποικίλλει έντονα ανάλογα με τη συχνότητα», δήλωσε ο Ronald Miles, καθηγητής στο τμήμα μηχανολογίας του Binghampton. είπε στο Digital Trends. «Τείνουν να χάνουν ήχους χαμηλής συχνότητας και ανταποκρίνονται κυρίως σε ήχους πολύ υψηλής συχνότητας. Η τεχνολογία μας θα επιτρέψει τη δημιουργία κατευθυντικών μικροφώνων που έχουν ποιότητα ήχου. Δείξαμε ότι η απόκριση συχνότητάς τους είναι επίπεδη από 1 Hz έως 50 kHz. Αυτό δεν ήταν δυνατό μέχρι τώρα».

Βοηθά στην αποκατάσταση των κατεστραμμένων νεύρων

Εκτός από καλύτερα βοηθήματα ακοής, το μετάξι της αράχνης έχει και άλλες πιθανές εφαρμογές για άτομα με αναπηρία. Στην Αυστρία, οι ερευνητές ερευνούν τη χρήση του εξαιρετικά ισχυρού μεταξιού αράχνης της αράχνης χρυσής σφαίρας από την Τανζανία για να βοηθήσει στην επούλωση σοβαρών τραυματισμών των νεύρων. Η μικροχειρουργική τεχνική περιλαμβάνει την πλήρωση φλεβών με μετάξι αράχνης για να βοηθήσει στην καθοδήγηση των νεύρων καθώς επισκευάζονται.

«Δυστυχώς, τα περισσότερα υλικά έχουν ως αποτέλεσμα την αναστολή της ανάπτυξης των νεύρων», δήλωσε η Christine Radtke, καθηγήτρια πλαστικής και επανορθωτικής χειρουργικής στο MedUni General Hospital της Αυστρίας, Βιέννης. είπε στο Digital Trends. «Το μετάξι της αράχνης, από την άλλη πλευρά, είναι ένα υλικό που αγαπούν τα νεύρα. Θα προσκολληθούν σε αυτό και στη συνέχεια θα ακολουθήσουν απευθείας τις ίνες. Είναι σαν τριαντάφυλλο».

Κατασκευή θωράκισης σώματος που απορροφά τις κρούσεις

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Κέμπριτζ του Ηνωμένου Βασιλείου σχεδίασαν τεχνητό μετάξι αράχνης που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για δημιουργώντας εξαιρετικά ελαφριές, αλλά απίστευτα ισχυρές ασπίδες. Σε δοκιμές, το υλικό τους έχει αποδειχθεί ικανό να διαχέει σχεδόν το 70 τοις εκατό της ενέργειας σε περίπτωση πρόσκρουσης.

Αυτή είναι μια ιδιότητα που πρέπει να έχουν οι πραγματικές αράχνες στο μετάξι τους για να απορροφούν την επίδραση των εντόμων που χτυπούν τους ιστούς τους. Οι πιθανές εφαρμογές αυτής της τεχνολογίας περιλαμβάνουν τα πάντα, από κράνη απορρόφησης κρούσεων για ποδηλάτες, ποδοσφαιριστές και σκέιτμπορντ έως πιθανά θωρακισμένα γιλέκα για χρήση από αστυνομικούς ή στρατιώτες.

Δημιουργία ψεύτικο δέρμα

Στα κόμικς, ο Spider-Man περιστασιακά αντιμετωπίζει σπασμένα ή τραυματισμένα χέρια δημιουργώντας μια σφεντόνα για τον εαυτό του από τον ιστό της αράχνης. Ερευνητές από τη Σουηδία και την Ινδία προχώρησαν πρόσφατα αυτή την ιδέα ένα βήμα παραπέρα χρησιμοποιώντας μετάξι αράχνης για να την αναπτύξουν επιδέσμους πληγών και ακόμη και τεχνητό δέρμα για να βοηθήσει στην επούλωση των πληγών.

Οι επίδεσμοι θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη θεραπεία χρόνιων πληγών όπως τα διαβητικά έλκη στο πόδι, ενώ το τεχνητό δέρμα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για δερματικά μοσχεύματα σε περίπτωση κρίσιμων εγκαυμάτων τρίτου βαθμού. Θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί ως υποκατάστατο δέρματος για τον έλεγχο ορισμένων μορίων φαρμάκων για τη βιομηχανία καλλυντικών. Ο γνωστός επιστήμονας Peter Parker θα ήταν περήφανος!

Παράγοντας ακόμα πιο ισχυρό μετάξι αράχνης

Ξέρετε ποιο υλικό είναι ακόμα πιο ευέλικτο από το μετάξι της αράχνης; Αυτό είναι σωστό: γραφένιο, το 2D θαυματουργό υλικό που αποτελείται από ένα ενιαίο στρώμα ατόμων άνθρακα τοποθετημένα σε εξαγωνική διάταξη. Ενώ το μετάξι της αράχνης είναι εντυπωσιακά ισχυρό, το γραφένιο ανήκει εξ ολοκλήρου σε άλλο πρωτάθλημα - το οποίο διαφημίζεται ως το ισχυρότερο υλικό που υπάρχει, 200 φορές μεγαλύτερη από την αντοχή του χάλυβα.

Στην προσπάθειά τους να φτιάξουν μια νέα υπερτροφοδοτούμενη εκδοχή κανονικού μεταξιού αράχνης, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Τρέντο, Ιταλία τάιζε τις αράχνες με μια δίαιτα αποτελούμενη εν μέρει από γραφένιο — και μετά παρακολούθησε τι συνέβη. Το μετάξι με δεμένα νανοϋλικά έχει 3 φορές τη δύναμη και 10 φορές τη σκληρότητα των αραχνών μεταξιού που παράγουν στη φύση.

Δεν έχουν επιδειχθεί ακόμη εφαρμογές, αλλά είναι εύκολο να φανταστεί κανείς πώς θα μπορούσε να αναπτυχθεί σε συνδυασμό με ορισμένες από τις άλλες περιπτώσεις χρήσης αυτής της λίστας.

Κατασκευάζοντας το υλικό ένδυσης του μέλλοντος

Με τον συνδυασμό ελαστικότητας, ελαστικότητας και βιωσιμότητας του μεταξιού αράχνης, δεν είναι περίεργο ότι είναι περιζήτητο από τους σχεδιαστές ρούχων. Αν και είναι ακόμα κάπως ασυνήθιστο, το μετάξι της αράχνης έχει ήδη προσελκύσει την προσοχή ορισμένων μεγάλων ονομάτων του κλάδου.

Προηγουμένως, είχαμε γράψει για ένα πλήρως βιοδιασπώμενο παπούτσι από μετάξι αράχνη που αναπτύχθηκε από την Adidas, καθώς και α Πρωτότυπο σακάκι North Face "Moon Parka". που είναι φτιαγμένο από σχεδόν το ίδιο υλικό. Πόσο καιρό πριν το μετάξι της αράχνης αρχίσει να εμφανίζεται αλλού στον κεντρικό δρόμο;

Βοηθώντας τους αστροναύτες να κινούνται στη μικροβαρύτητα

Αυτό είναι πραγματικά περισσότερο τιμητική, γιατί δεν περιλαμβάνει πραγματικό μετάξι αράχνης — αλλά, μάλλον, είναι εμπνευσμένο από τον τρόπο με τον οποίο οι αράχνες περιστρέφουν το μετάξι για να μετακινηθούν. Δημιουργήθηκε από ερευνητές από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT), η λεγόμενη συσκευή Orbit Weaver είναι μια Web shooter τύπου Spider-Man που έχει σχεδιαστεί για να επιτρέπει στους αστροναύτες να τραβούν τον εαυτό τους πιο εύκολα από τοποθεσία σε τοποθεσία στο μηδέν ή συνθήκες μικροβαρύτητας.

«Η συσκευή εκτοξεύει μια χορδή με μια μαγνητική άκρη», δήλωσε ο Xin Liu, ο επιμελητής τεχνών στο MIT Media Lab Space Exploration Initiative, είπε στο Digital Trends. «Μόλις το άκρο έρθει σε επαφή με ένα χαλύβδινο πάνελ, ασφαλίζει το εξάρτημα λόγω των μαγνητικών δυνάμεων. Στη συνέχεια, η συσκευή θα γυρίσει προς τα πίσω, σαν λάφυρα ψαρέματος αλλά ανεστραμμένη, και θα σύρει τον χρήστη. Επειδή είστε τεχνικά άβαροι, δεν χρειάζεται πολλή ροπή για να τραβήξετε ένα άτομο με μια τόσο μικρή συσκευή».

Συστάσεις των συντακτών

• Το συνθετικό μετάξι αράχνης θα μπορούσε να βοηθήσει στην επίλυση των προβλημάτων ρύπανσης από πλαστικό στον κόσμο
• Η ικανότητα να στρίβετε σαν μαγικά μπορεί να κάνει το μετάξι της αράχνης τον ρομποτικό μυ του μέλλοντος

Αναβαθμίστε τον τρόπο ζωής σαςΤο Digital Trends βοηθά τους αναγνώστες να παρακολουθούν τον γρήγορο κόσμο της τεχνολογίας με όλα τα τελευταία νέα, διασκεδαστικές κριτικές προϊόντων, διορατικά editorial και μοναδικές κρυφές ματιές.