Mută-te, Spider-Man! Mătasea de păianjen poate fi folosită pentru a construi armuri și a repara nervii

Când vă imaginați tipul de materiale de ultimă generație care îi entuziasmează pe oamenii de știință, sunt șanse ca mătasea de păianjen să nu fie în fruntea listei. După cum se dovedește, totuși, calitățile mecanice neobișnuite ale mătăsii de păianjen - variind de la rezistența la tracțiune și duritatea la flexibilitatea sa ușoară - îl fac extrem de versatil material.

Iată câteva dintre lucrurile uimitoare pentru care cercetătorii folosesc mătasea de păianjen în acest moment. Și, nu, în ciuda a ceea ce ai citit Omul Paianjen cărți, prinderea superticăloșilor nu este una dintre ele!

Livrarea de medicamente care salvează vieți

Mătasea de păianjen ar putea ajuta într-o zi să lupte împotriva cancerului? Foarte probabil, dacă este de crezut un proiect recent elvețiano-german. Cercetătorii au dezvoltat microcapsule din mătase artificială de păianjen, care ar putea fi utilizate în curând pentru a furniza vaccinuri direct celulelor imune ale pacienților pentru a lupta împotriva tumorilor canceroase.

„Mătasea de păianjen este ușoară și foarte rezistentă”, profesorul Carole Bourquin, specialist în imunoterapii antitumorale care a lucrat la proiect, a spus Digital Trends. „Nu induce nicio inflamație sau reacție imună în sine. Am descoperit că, în mod uimitor, microparticulele pot rezista la temperaturi ridicate de peste 100 de grade Celsius (212 de grade Fahrenheit) timp de câteva ore. Acest lucru sugerează că acestea pot proteja vaccinurile în țările în curs de dezvoltare, unde refrigerarea este frecvent o problemă pentru vaccinurile convenționale.”

Crearea de aparate auditive mai bune

Cercetătorii de la Universitatea Binghamton din New York folosesc mătase de păianjen pentru a îmbunătăți calitatea microfoanelor pentru proteze auditive. Ideea este că mătasea de păianjen ultra-sensibilă poate prelua viteza aerului în loc de doar presiunea acestuia, datorită subțirii sale extreme. Acoperind mătasea de păianjen cu aur și plasând-o într-un câmp magnetic pentru a obține un electronic semnal, cercetătorii au reușit să creeze un microfon capabil să funcționeze la o gamă impresionantă de frecvente.

„Microfoanele direcționale miniaturale de astăzi sună rău, deoarece răspunsul lor variază puternic în funcție de frecvență”, spune Ronald Miles, profesor la departamentul de inginerie mecanică din Binghampton. a spus Digital Trends. „Ei tind să piardă sunetele de joasă frecvență și să răspundă mai ales la sunete de foarte înaltă frecvență. Tehnologia noastră va permite crearea de microfoane direcționale care au calitate audiofilă. Am arătat că răspunsul lor în frecvență este plat de la 1 Hz la 50 kHz. Acest lucru nu a fost posibil până acum.”

Ajută la repararea nervilor deteriorați

Pe lângă aparatele auditive mai bune, mătasea de păianjen are și alte aplicații potențiale pentru persoanele cu dizabilități. În Austria, cercetătorii investighează utilizarea mătăsii de păianjen ultra-puternice a păianjenului auriu țesător de globuri din Tanzania pentru a ajuta la vindecarea leziunilor nervoase severe. Tehnica microchirurgicală implică umplerea venelor cu mătase de păianjen pentru a ajuta la ghidarea nervilor pe măsură ce se repară.

„Din păcate, majoritatea materialelor au efectul de a inhiba creșterea nervilor”, Christine Radtke, profesor de chirurgie plastică și reconstructivă la Spitalul General MedUni Vienna/Viena din Austria, a spus Digital Trends. „Mătasea de păianjen, pe de altă parte, este un material care învârtește dragostea. Se vor atașa de el și apoi urmează direct fibrele. Este ca un spalier de trandafiri.”

Realizarea unei armuri care absorb impactul

Cercetătorii de la Universitatea din Cambridge din Marea Britanie au conceput mătase artificială de păianjen care ar putea fi folosită pentru creând scuturi ultra-ușoare, dar incredibil de puternice. În teste, s-a dovedit că materialul lor este capabil să disipeze aproape 70% din energie în caz de impact.

Aceasta este o proprietate pe care păianjenii adevărați trebuie să o aibă în mătasea lor pentru a absorbi impactul insectelor care le lovesc pânzele. Aplicațiile potențiale ale acestei tehnologii includ totul, de la căști cu absorbție a impactului pentru bicicliști, jucători de fotbal și skateboarderi până la potențiale veste blindate pentru poliție sau soldați.

Crearea pielii false

În benzi desenate, Spider-Man s-a confruntat ocazional cu brațele rupte sau rănite creându-și o praștie din pânză de păianjen. Cercetătorii din Suedia și India au dus recent această idee cu un pas mai departe, folosind mătase de păianjen pentru a se dezvolta pansamente și chiar piele artificială pentru a ajuta la vindecarea rănilor.

Pansamentele ar putea fi folosite pentru a trata rănile cronice, cum ar fi ulcerul piciorului diabetic, în timp ce pielea artificială ar putea fi folosită pentru grefe de piele în cazul arsurilor critice de gradul trei. Ar putea fi, de asemenea, folosit ca înlocuitor al pielii pentru a examina anumite molecule de medicamente pentru industria cosmeceutică. Renumitul om de știință Peter Parker ar fi mândru!

Producerea de mătase de păianjen și mai puternică

Știți ce material este chiar mai versatil decât mătasea de păianjen? Așa este: grafen, Material minune 2D constând dintr-un singur strat de atomi de carbon dispuși într-un aranjament hexagonal. În timp ce mătasea de păianjen este impresionant de puternică, grafenul se află într-o altă ligă – fiind prezentat drept cel mai puternic material cunoscut că există, de 200 de ori rezistența oțelului.

În eforturile lor de a face o nouă versiune supraalimentată a mătasei obișnuite de păianjen, cercetătorii de la Universitatea din Trento, Italia a hrănit păianjenii cu o dietă compusă parțial din grafen — și apoi am urmărit ce s-a întâmplat. Mătasea împletită cu nanomateriale a ajuns să fie de 3 ori mai puternică și de 10 ori mai puternică pe care o produc păianjenii de mătase în sălbăticie.

Nu au fost demonstrate încă aplicații, dar este ușor să ne imaginăm cum ar putea fi implementat aceasta împreună cu unele dintre celelalte cazuri de utilizare din această listă.

Realizarea materialului vestimentar al viitorului

Cu combinația de elasticitate, elasticitate și durabilitate a mătasei de păianjen, nu este de mirare că este solicitată de designerii de îmbrăcăminte. Deși este încă oarecum neobișnuit, mătasea de păianjen a atras deja atenția unor nume mari din industrie.

Anterior, am scris despre un produs complet biodegradabil pantof din mătase păianjen dezvoltat de Adidas, precum și a Jachetă prototip „Moon Parka” North Face care este făcut din aproape același material. Cât timp înainte ca mătasea de păianjen să înceapă să apară în altă parte pe strada principală?

Ajutați astronauții să se miște în microgravitație

Aceasta este într-adevăr mai mult o mențiune onorifică, pentru că nu include mătasea de păianjen reală - ci, mai degrabă, este inspirată de modul în care păianjenii rotesc mătasea pentru a se mișca. Creat de cercetătorii de la Massachusetts Institute of Technology (MIT), așa-numitul dispozitiv Orbit Weaver este un Un împușcător web în stil Spider-Man, conceput pentru a le permite astronauților să se tragă mai ușor dintr-o locație în alta în zero sau condiții de microgravitație.

„Dispozitivul trage o sfoară cu un vârf magnetic”, Xin Liu, curatorul de arte la MIT Media Lab Space Exploration Initiative, a spus Digital Trends. „Odată ce vârful intră în contact cu un panou de oțel, fixează atașamentul datorită forțelor magnetice. Apoi dispozitivul se va derula înapoi, ca o pradă de pescuit, dar invers, și va trage pe purtător. Deoarece sunteți fără greutate din punct de vedere tehnic, nu este nevoie de mult cuplu pentru a trage o persoană cu un dispozitiv atât de mic.”

Recomandările editorilor

• Mătasea sintetică de păianjen ar putea ajuta la rezolvarea problemelor de poluare cu plastic din lume
• Abilitatea de a se răsuci ca prin magie poate face din mătasea de păianjen mușchiul robot al viitorului

Îmbunătățește-ți stilul de viațăDigital Trends îi ajută pe cititori să țină cont de lumea rapidă a tehnologiei cu toate cele mai recente știri, recenzii distractive despre produse, editoriale perspicace și anticipări unice.