Flytt over, Spider-Man! Edderkoppsilke kan brukes til å bygge rustning og reparere nerver

Når du ser for deg hva slags neste generasjonsmateriale som begeistrer forskere, er sjansen stor for at edderkoppsilke ikke er i nærheten av toppen av listen. Som det imidlertid viser seg, er de uvanlige mekaniske egenskapene til edderkoppsilke - alt fra dens høye strekkstyrke og seighet til dens lette fleksibilitet - gjør den til en ekstremt allsidig materiale.

Her er noen av de fantastiske tingene forskere bruker edderkoppsilke til akkurat nå. Og nei, til tross for det du har lest i Edderkopp mann bøker, å fange superskurker er ikke en av dem!

Levere livreddende medisiner

Kan edderkoppsilke en dag hjelpe mot kreft? Ganske mulig, hvis man skal tro et nylig sveitsisk-tysk prosjekt. Forskere har utviklet mikrokapsler laget av sammensatt kunstig edderkoppsilke, som snart kan brukes til å levere vaksiner direkte til pasientens immunceller for å bekjempe kreftsvulster.

"Edderkoppsilke er lett og veldig motstandsdyktig," professor Carole Bourquin, en spesialist i anti-tumor immunterapier som jobbet med prosjektet, fortalte Digital Trends. "Det induserer ikke noen betennelse eller immunreaksjon i seg selv. Vi fant ut at mikropartiklene utrolig nok tåler høye temperaturer på mer enn 100 grader Celsius (212 grader Fahrenheit) i flere timer. Dette antyder at de kan beskytte vaksiner i utviklingsland der kjøling ofte er et problem for konvensjonelle vaksiner.»

Skaper bedre høreapparater

Forskere fra New Yorks Binghamton University bruker edderkoppsilke for å forbedre kvaliteten på høreapparatmikrofoner. Tanken er at ultrasensitiv edderkoppsilke kan fange opp lufthastigheten i stedet for bare trykket, på grunn av dens ekstreme tynnhet. Ved å belegge edderkoppsilken med gull, og plassere den i et magnetfelt for å få en elektronisk signal, var forskerne i stand til å lage en mikrofon som kunne operere på et imponerende område av frekvenser.

"Dagens miniatyrretningsmikrofoner høres dårlig ut fordi responsen deres varierer sterkt med frekvens," Ronald Miles, professor ved Binghamptons avdeling for maskinteknikk, fortalte Digital Trends. "De har en tendens til å miste lavfrekvente lyder og reagerer mest på veldig høyfrekvente lyder. Vår teknologi vil gjøre det mulig å lage retningsmikrofoner som har audiofil kvalitet. Vi har vist at deres frekvensrespons er flat fra 1 Hz til 50 kHz. Dette har ikke vært mulig før nå."

Hjelper med å reparere skadede nerver

I tillegg til bedre høreapparater har edderkoppsilke andre potensielle bruksområder for funksjonshemmede. I Østerrike undersøker forskere bruken av den ultrasterke edderkoppsilken til den gyldne orb-veveredderkoppen fra Tanzania for å hjelpe til med å helbrede alvorlige nerveskader. Den mikrokirurgiske teknikken innebærer å fylle årer med edderkoppsilke for å hjelpe til med å lede nerver mens de reparerer.

"Dessverre har de fleste materialer effekten av å hemme nervevekst," Christine Radtke, professor i plastisk og rekonstruktiv kirurgi ved Østerrikes MedUni Vienna/Vienna General Hospital, fortalte Digital Trends. "Edderkoppsilke, derimot, er et materiale som nerver elsker. De vil feste seg til den, og følger deretter fibrene direkte. Det er som et roseespalier.»

Lage støtdempende kroppsrustning

Forskere fra U.K.s University of Cambridge har designet kunstig edderkoppsilke som kan brukes til skaper ultralette, men utrolig sterke skjold. I tester har materialet deres vist seg i stand til å spre bortimot 70 prosent av energien ved støt.

Dette er en egenskap ekte edderkopper må ha i silken for å absorbere virkningen av insekter som treffer nettene deres. Potensielle bruksområder for denne teknologien inkluderer alt fra støtdempende hjelmer for syklister, fotballspillere og skateboardere til potensielle pansrede vester for bruk av politi eller soldater.

Skaper falsk hud

I tegneseriene har Spider-Man av og til taklet brukne eller skadde armer ved å lage en slynge for seg selv av edderkoppnett. Forskere fra Sverige og India tok nylig denne ideen et skritt videre ved å bruke edderkoppsilke til å utvikle sårbandasjer og til og med kunstig hud for å hjelpe til med å lege sår.

Bandasjene kan brukes til å behandle kroniske sår som diabetiske fotsår, mens den kunstige huden kan brukes til hudtransplantasjoner ved kritiske tredjegradsforbrenninger. Det kan også brukes som huderstatning for å screene visse medikamentmolekyler for den kosmetiske industrien. Den kjente vitenskapsmannen Peter Parker ville være stolt!

Produserer enda sterkere edderkoppsilke

Vet du hvilket materiale som er enda mer allsidig enn edderkoppsilke? Det stemmer: grafen, den 2D vidundermateriale bestående av et enkelt lag med karbonatomer lagt ut i et sekskantet arrangement. Mens edderkoppsilke er imponerende sterkt, er grafen helt i en annen liga - blir utpekt som det sterkeste materialet som er kjent for å eksistere, 200 ganger styrken til stål.

I deres forsøk på å lage en ny superladet versjon av vanlig edderkoppsilke, har forskere ved University of Trento, Italia matet edderkopper med en diett som delvis bestod av grafen – og så på hva som skjedde. Silken med nanomateriale ble til slutt 3x styrken og 10x seigheten til silkeedderkoppene som produseres i naturen.

Ingen applikasjoner har blitt demonstrert ennå, men det er lett å forestille seg hvordan dette kan distribueres sammen med noen av de andre brukstilfellene på denne listen.

Å lage fremtidens klesmateriale

Med edderkoppsilkes kombinasjon av stretch, tøyning og bærekraft, er det ikke rart at det er etterspurt fra klesdesignere. Selv om det fortsatt er noe uvanlig, har edderkoppsilke allerede tiltrukket seg oppmerksomheten til noen store navn i bransjen.

Tidligere har vi skrevet om en fullstendig biologisk nedbrytbar edderkoppsilkesko utviklet av Adidas, samt en North Face prototype "Moon Parka" jakke som er laget av omtrent det samme materialet. Hvor lenge før edderkoppsilke begynner å dukke opp andre steder i hovedgaten?

Hjelper astronauter å bevege seg i mikrogravitasjon

Denne er egentlig mer en æresomtale, fordi den ikke inkluderer ekte edderkoppsilke – men er snarere inspirert av måten edderkopper spinner silke for å bevege seg rundt. Laget av forskere fra Massachusetts Institute of Technology (MIT), den såkalte Orbit Weaver-enheten er en Spider-Man-stil web skytespill designet for å la astronauter lettere trekke seg fra sted til sted i null eller mikrogravitasjonsforhold.

"Enheten skyter en streng ut med en magnetisk spiss," Xin Liu, kunstkurator ved MIT Media Lab Space Exploration Initiative, fortalte Digital Trends. «Når spissen er i kontakt med et stålpanel, sikrer den festet på grunn av magnetiske krefter. Deretter vil enheten spole tilbake, som et fiskebytte, men reversert, og dra brukeren. Fordi du er teknisk vektløs, trenger det ikke mye dreiemoment for å trekke en person rundt med en så liten enhet.»

Redaktørenes anbefalinger

• Syntetisk edderkoppsilke kan bidra til å løse verdens plastforurensningsproblemer
• Evnen til å vri seg som magi kan gjøre edderkoppsilke til fremtidens robotmuskel

Oppgrader livsstilen dinDigitale trender hjelper leserne å følge med på den fartsfylte teknologiverdenen med alle de siste nyhetene, morsomme produktanmeldelser, innsiktsfulle redaksjoner og unike sniktitter.