Подвинься, Человек-Паук! Паучий шелк можно использовать для создания брони и восстановления нервов

Когда вы представляете себе материалы нового поколения, которые волнуют ученых, скорее всего, паучий шелк не находится в верхней части списка. Однако, как оказалось, необычные механические свойства паучьего шелка — начиная от его высокой прочность на разрыв и ударная вязкость, а также легкая гибкость делают его чрезвычайно универсальным материал.

Вот некоторые из удивительных вещей, для которых исследователи используют паутину прямо сейчас. И нет, несмотря на то, что вы прочитали в Человек-паук книги, ловля суперзлодеев не входит в их число!

Доставка жизненно важных лекарств

Может ли паучий шелк однажды помочь в борьбе с раком? Вполне возможно, если верить одному недавнему швейцарско-германскому проекту. Исследователи разработали микрокапсулы из скомканного искусственного паучьего шелка, которые вскоре можно будет использовать для доставки вакцин непосредственно к иммунным клеткам пациентов для борьбы с раковыми опухолями.

«Паучий шелк легкий и очень прочный», — говорит профессор Кэрол Буркен, специалист по противоопухолевой иммунотерапии, работавшая над проектом. рассказал Digital Trends. «Сам по себе он не вызывает какого-либо воспаления или иммунной реакции. Мы обнаружили, что микрочастицы могут выдерживать высокие температуры более 100 градусов по Цельсию (212 градусов по Фаренгейту) в течение нескольких часов. Это говорит о том, что они могут защитить вакцины в развивающихся странах, где охлаждение часто является проблемой для обычных вакцин».

Создание лучших слуховых аппаратов

Исследователи из Бингемтонского университета в Нью-Йорке используют паутину для улучшения качества микрофонов слуховых аппаратов. Идея состоит в том, что сверхчувствительная паутина может улавливать скорость воздуха, а не только его давление, из-за своей чрезвычайной тонкости. Покрыв паутину золотом и поместив ее в магнитное поле, можно получить электронный сигнал. сигнала, исследователи смогли создать микрофон, способный работать на впечатляющем расстоянии. частоты.

«Сегодняшние миниатюрные направленные микрофоны звучат плохо, потому что их отклик сильно зависит от частоты», — Рональд Майлз, профессор кафедры машиностроения Бингемтона, рассказал Digital Trends. «Они склонны терять низкочастотные звуки и реагируют в основном на очень высокочастотные звуки. Наша технология позволит создавать направленные микрофоны аудиофильского качества. Мы показали, что их частотная характеристика плоская от 1 Гц до 50 кГц. До сих пор это было невозможно».

Помощь в восстановлении поврежденных нервов

Помимо улучшения слуховых аппаратов, паучий шелк имеет и другие потенциальные возможности применения для людей с ограниченными возможностями. В Австрии исследователи изучают возможность использования сверхпрочного паучьего шелка золотого паука-кругопряда из Танзании для лечения тяжелых повреждений нервов. Микрохирургическая техника предполагает заполнение вен паучьим шелком, чтобы помочь нервам направлять их во время их восстановления.

«К сожалению, большинство материалов тормозят рост нервов», — говорит Кристин Радтке, профессор пластической и реконструктивной хирургии в австрийской больнице MedUni Vienna/Vienna General Hospital. рассказал Digital Trends. «С другой стороны, паучий шелк — это материал, который любят нервы. Они прикрепятся к нему, а затем следуют непосредственно за волокнами. Это похоже на решетку из роз».

Изготовление ударопоглощающего бронежилета

Исследователи из Кембриджского университета Великобритании разработали искусственный паучий шелк, который можно использовать для создание сверхлегких, но невероятно прочных щитов. В ходе испытаний было показано, что их материал способен рассеивать около 70 процентов энергии при ударе.

Это свойство, которым должны обладать настоящие пауки в своей паутине, чтобы поглощать удары насекомых, попавших в их паутину. Потенциальные применения этой технологии включают в себя все: от ударопоглощающих шлемов для велосипедистов, футболистов и скейтбордистов до потенциальных бронежилетов для использования полицией или солдатами.

Создание поддельного скина

В комиксах Человеку-Пауку иногда приходилось иметь дело со сломанными или травмированными руками, создавая себе перевязь из паутины. Исследователи из Швеции и Индии недавно продвинули эту идею на шаг дальше, используя паутину для разработки повязки на раны и даже искусственная кожа для заживления ран..

Повязки можно использовать для лечения хронических ран, таких как язвы диабетической стопы, а искусственную кожу можно использовать для пересадки кожи в случае критических ожогов третьей степени. Его также можно использовать в качестве заменителя кожи для проверки определенных молекул лекарств для космецевтической промышленности. Известный ученый Питер Паркер гордился бы этим!

Производство еще более прочного паучьего шелка

Знаете, какой материал еще более универсален, чем паучий шелк? Правильно: графен, 2D чудо-материал состоящий из одного слоя атомов углерода, расположенных в шестиугольном порядке. Хотя паучий шелк впечатляюще прочен, графен находится в совершенно другой лиге: его рекламируют как самый прочный из известных материалов, в 200 раз прочнее стали.

В своих попытках создать новую улучшенную версию обычного паучьего шелка исследователи из Университета Тренто, Италия. кормили пауков диетой, частично состоящей из графена — и затем наблюдал, что произошло. Шелк, пропитанный наноматериалами, оказался в 3 раза прочнее и в 10 раз прочнее, чем шелковые пауки, производимые в дикой природе.

Ни одно приложение еще не было продемонстрировано, но легко представить, как это можно использовать в сочетании с некоторыми другими вариантами использования из этого списка.

Создание материала для одежды будущего

Учитывая сочетание эластичности, эластичности и устойчивости паучьего шелка, неудивительно, что он пользуется спросом у дизайнеров одежды. Хотя это все еще редкость, паутинный шелк уже привлек внимание некоторых громких имен в отрасли.

Ранее мы писали о полностью биоразлагаемом туфли из паучьего шелка, разработанные Adidas, также как и Прототип куртки North Face «Moon Parka» он сделан практически из того же материала. Как скоро паучий шелк начнет появляться где-нибудь на главной улице?

Помогаем космонавтам двигаться в условиях микрогравитации

На самом деле это скорее почетное упоминание, потому что в нем нет настоящего паучьего шелка, а, скорее, он вдохновлен тем, как пауки прядут шелк, чтобы передвигаться. Созданное исследователями Массачусетского технологического института (MIT) так называемое устройство Orbit Weaver представляет собой Веб-шутер в стиле Человека-паука, созданный для того, чтобы астронавты могли легче передвигаться из одного места в другое с нуля или условия микрогравитации.

«Устройство выстреливает веревкой с помощью магнитного наконечника», — Синь Лю, куратор по искусству Инициативы по исследованию космоса Медиа-лаборатории Массачусетского технологического института, рассказал Digital Trends. «Как только наконечник соприкасается со стальной панелью, он фиксирует крепление за счет магнитных сил. Затем устройство перемотается назад, как рыболовная ловля, но в обратном направлении, и потянет за собой владельца. Поскольку вы технически невесомы, не требуется большого крутящего момента, чтобы перетащить человека с помощью такого маленького устройства».

Рекомендации редакции

• Синтетический паучий шелк может помочь решить мировые проблемы пластикового загрязнения
• Способность скручиваться как по волшебству может сделать паучий шелк роботизированной мускулатурой будущего

Обновите свой образ жизниDigital Trends помогает читателям быть в курсе быстро меняющегося мира технологий благодаря всем последним новостям, забавным обзорам продуктов, содержательным редакционным статьям и уникальным кратким обзорам.