Siirry yli, Spider-Man! Hämähäkkisilkkiä voidaan käyttää panssarin rakentamiseen ja hermojen korjaamiseen

Kun kuvittelet uuden sukupolven materiaalit, jotka innostavat tutkijoita, on mahdollista, että hämähäkkisilkki ei ole lähelläkään listan kärkeä. Kuten käy kuitenkin ilmi, hämähäkkisilkin epätavalliset mekaaniset ominaisuudet vaihtelevat sen korkeista vetolujuus ja sitkeys sen kevyeen joustavuuteen – tekevät siitä erittäin monipuolisen materiaalia.

Tässä on joitain hämmästyttäviä asioita, joihin tutkijat käyttävät hämähäkkisilkkiä juuri nyt. Ja ei, huolimatta siitä, mitä olet lukenut Hämähäkkimies kirjoja, superpahisten pyydystäminen ei ole yksi niistä!

Hengenpelastuslääkkeiden toimittaminen

Voisiko hämähäkkisilkki jonain päivänä auttaa torjumaan syöpää? Mahdollisesti, jos yhtä äskettäistä sveitsiläis-saksalaista hanketta on uskoa. Tutkijat ovat kehittäneet palloidusta keinotekoisesta hämähäkkisilkistä valmistettuja mikrokapseleita, joita voitaisiin pian käyttää rokotteiden toimittamiseen suoraan potilaiden immuunisoluihin taistellakseen syöpäkasvaimia vastaan.

"Hämähäkkisilkki on kevyttä ja erittäin kestävää", professori Carole Bourquin, kasvainten vastaisten immunoterapioiden asiantuntija, joka työskenteli projektin parissa. kertoi Digital Trendsille. "Se ei sinänsä aiheuta tulehdusta tai immuunireaktiota. Huomasimme, että hämmästyttävän hyvin mikrohiukkaset kestävät korkeita lämpötiloja, jotka ovat yli 100 celsiusastetta (212 astetta Fahrenheit-astetta) useita tunteja. Tämä viittaa siihen, että ne voivat suojata rokotteita kehitysmaissa, joissa jäähdytys on usein ongelma tavanomaisille rokotteille."

Parempien kuulolaitteiden luominen

New Yorkin Binghamtonin yliopiston tutkijat käyttävät hämähäkkisilkkiä parantaakseen kuulolaitteiden mikrofonien laatua. Ajatuksena on, että erittäin herkkä hämähäkkisilkki pystyy poimimaan ilman nopeuden pelkän paineensa sijaan, koska se on erittäin ohut. Päällystämällä hämähäkkisilkki kullalla ja asettamalla se magneettikenttään elektroniikan saamiseksi signaalin, tutkijat onnistuivat luomaan mikrofonin, joka pystyy toimimaan vaikuttavalla alueella taajuuksia.

"Tämän päivän pienoissuuntaiset mikrofonit kuulostavat huonolta, koska niiden vaste vaihtelee voimakkaasti taajuuden mukaan", Ronald Miles, Binghamptonin konetekniikan laitoksen professori, kertoi Digital Trendsille. "He menettävät yleensä matalataajuisia ääniä ja reagoivat enimmäkseen erittäin korkeataajuisiin ääniin. Teknologiamme mahdollistaa suuntamikrofonien luomisen, joilla on audiofiilinen laatu. Olemme osoittaneet, että niiden taajuusvaste on tasainen 1 Hz: stä 50 kHz: iin. Tämä ei ole ollut mahdollista tähän asti."

Auttaa korjaamaan vaurioituneita hermoja

Parempien kuulolaitteiden lisäksi hämähäkkisilkillä on muita potentiaalisia sovelluksia vammaisille. Itävallassa tutkijat tutkivat Tansaniasta kotoisin olevan kultaisen orb-weaver-hämähäkin erittäin vahvan hämähäkkisilkin käyttöä vakavien hermovaurioiden parantamiseksi. Mikrokirurgisessa tekniikassa suonet täytetään hämähäkkisilkillä, joka auttaa ohjaamaan hermoja niiden korjautuessa.

"Valitettavasti useimmat materiaalit estävät hermojen kasvua", Christine Radtke, plastiikka- ja rekonstruktiokirurgian professori Itävallan MedUni Wienin/Wienin yleissairaalassa, kertoi Digital Trendsille. ”Hämähäkkisilkki sen sijaan on materiaalia, jota hermot rakastavat. Ne kiinnittyvät siihen ja seuraavat sitten kuituja suoraan. Se on kuin ruususäleikkö."

Iskunvaimennusliivien tekeminen

Ison-Britannian Cambridgen yliopiston tutkijat ovat suunnitelleet keinotekoista hämähäkkisilkkiä, jota voitaisiin käyttää luomalla erittäin kevyitä, mutta uskomattoman vahvoja suojia. Testeissä niiden materiaalin on osoitettu pystyvän haihduttamaan lähes 70 prosenttia energiasta iskujen seurauksena.

Tämä on ominaisuus, joka todellisilla hämähäkkeillä on oltava silkkissään, jotta he voivat imeä verkkoihinsa osuvien hyönteisten vaikutuksen. Tämän tekniikan mahdollisia sovelluksia ovat kaikki pyöräilijöiden, jalkapalloilijoiden ja rullalautailijoiden iskuja vaimentavat kypärät mahdollisiin poliisin tai sotilaiden käyttöön tarkoitettuihin panssaroituihin liiveihin.

Väärennetyn ihon luominen

Sarjakuvissa Spider-Man on toisinaan käsitellyt murtuneita tai loukkaantuneita käsivarsia luomalla itselleen hihnan hämähäkinseitistä. Ruotsalaiset ja intialaiset tutkijat veivät tämän ajatuksen äskettäin askeleen pidemmälle käyttämällä hämähäkkisilkkiä kehittämiseen haavasidoksia ja jopa keinotekoista ihoa haavojen parantamiseksi.

Sidoksia voitaisiin käyttää kroonisten haavojen, kuten diabeettisten jalkahaavojen, hoitoon, kun taas keinoihoa voitaisiin käyttää ihosiirteisiin kriittisten kolmannen asteen palovammojen tapauksessa. Sitä voitaisiin myös käyttää ihon korvikkeena tiettyjen kosmeettisen teollisuuden lääkemolekyylien seulomiseen. Tunnettu tiedemies Peter Parker olisi ylpeä!

Tuottaa entistä vahvempaa hämähäkkisilkkiä

Tiedätkö mikä materiaali on vieläkin monipuolisempaa kuin hämähäkkisilkki? Aivan oikein: grafeeni, 2D ihmemateriaalia koostuu yhdestä kerroksesta hiiliatomeja, jotka on asetettu kuusikulmaiseen järjestelyyn. Vaikka hämähäkkisilkki on vaikuttavan vahvaa, grafeeni on täysin toisella tasolla – sitä mainostetaan vahvimpana tiedettynä materiaalina, joka on 200x terästä vahvempi.

Italian Trenton yliopiston tutkijat pyrkivät valmistamaan uuden ahdetun version tavallisesta hämähäkkisilkistä. ruokkii hämähäkkejä ruokavaliolla, joka koostui osittain grafeenista – ja katsoi sitten mitä tapahtui. Nanomateriaalilla päällystetty silkki on 3x vahvempi ja 10x sitkeämpi kuin luonnossa tuottamat silkkihämähäkit.

Sovelluksia ei ole vielä esitelty, mutta on helppo kuvitella, kuinka tämä voitaisiin ottaa käyttöön joidenkin muiden tässä luettelossa olevien käyttötapausten yhteydessä.

Tulevaisuuden vaatemateriaalin valmistus

Hämähäkkisilkin joustavuuden, joustavuuden ja kestävyyden yhdistelmän ansiosta ei ole ihme, että sillä on kysyntää vaatesuunnittelijoilta. Vaikka hämähäkkisilkki on vielä melko harvinaista, se on jo herättänyt joidenkin alan suurten nimien huomion.

Olemme aiemmin kirjoittaneet täysin biohajoavasta Adidaksen kehittämä hämähäkkisilkkikenkä, sekä a North Facen prototyyppi "Moon Parka" -takki joka on tehty pitkälti samasta materiaalista. Kuinka kauan ennen kuin hämähäkkisilkkiä alkaa näkyä muualla pääkadulla?

Astronautien auttaminen liikkumaan mikrogravitaatiossa

Tämä on todellakin enemmän kunniamaininta, koska se ei sisällä aitoa hämähäkkisilkkiä, vaan se on saanut inspiraationsa tavasta, jolla hämähäkit kehrävät silkkiä liikkuessaan. Massachusetts Institute of Technologyn (MIT) tutkijoiden luoma niin kutsuttu Orbit Weaver -laite on Spider-Man-tyylinen verkkoampuja, joka on suunniteltu antamaan astronautit helpommin vetää itsensä paikasta toiseen nollassa tai mikrogravitaatioolosuhteet.

"Laite ampuu nauhan ulos magneettisella kärjellä", Xin Liu, MIT Media Lab Space Exploration Initiativen taiteen kuraattori, kertoi Digital Trendsille. ”Kun kärki on kosketuksissa teräspaneeliin, se varmistaa kiinnityksen magneettisilla voimilla. Sitten laite kelaa taaksepäin, kuten kalastussaali, mutta päinvastainen, ja vetää käyttäjäänsä. Koska olet teknisesti painoton, ei vaadi suurta vääntömomenttia vetääkseen ihmistä noin pienellä laitteella."

Toimittajien suositukset

• Synteettinen hämähäkkisilkki voi auttaa ratkaisemaan maailman muovisaasteongelmia
• Kyky vääntyä kuin taikuutta voi tehdä hämähäkkisilkistä tulevaisuuden robottilihaksen

Päivitä elämäntapasiDigital Trends auttaa lukijoita pysymään tekniikan nopeatempoisessa maailmassa uusimpien uutisten, hauskojen tuotearvostelujen, oivaltavien toimitusten ja ainutlaatuisten kurkistusten avulla.