Premakni se, Spider-Man! Pajkovo svilo lahko uporabimo za izdelavo oklepa in popravilo živcev

Ko si predstavljate vrsto materialov naslednje generacije, ki navdušujejo znanstvenike, obstaja verjetnost, da pajkova svila ni blizu vrha seznama. Izkazalo pa se je, da so nenavadne mehanske lastnosti pajkove svile — od njene visoke natezna trdnost in žilavost do njegove lahke prožnosti — zaradi česar je izjemno vsestranski material.

Tukaj je nekaj neverjetnih stvari, za katere raziskovalci trenutno uporabljajo pajkovo svilo. In ne, kljub temu, kar ste prebrali Človek-pajek knjige, lovljenje superzlobnežev ni ena izmed njih!

Dostava zdravil, ki rešujejo življenja

Bi lahko pajkova svila nekega dne pomagala v boju proti raku? Zelo verjetno, če je verjeti enemu nedavnemu švicarsko-nemškemu projektu. Raziskovalci so razvili mikrokapsule iz zvite umetne pajkove svile, ki bi jih lahko kmalu uporabili za dostavo cepiv neposredno v imunske celice bolnikov za boj proti rakavim tumorjem.

"Pajkova svila je lahka in zelo odporna," je profesorica Carole Bourquin, specialistka za protitumorske imunoterapije, ki je delala na projektu, povedal Digital Trends. »Samo po sebi ne povzroča nobenega vnetja ali imunske reakcije. Ugotovili smo, da presenetljivo lahko mikrodelci več ur prenesejo visoke temperature, ki presegajo 100 stopinj Celzija (212 stopinj Fahrenheita). To nakazuje, da lahko zaščitijo cepiva v državah v razvoju, kjer je hlajenje pogosto problem za običajna cepiva.

Ustvarjanje boljših slušnih aparatov

Raziskovalci z newyorške univerze Binghamton uporabljajo pajkovo svilo za izboljšanje kakovosti mikrofonov slušnih aparatov. Ideja je, da lahko ultra občutljiva pajkova svila zaradi svoje izjemne tankosti zazna hitrost zraka namesto le njegovega pritiska. Tako, da pajkovo svilo prevlečemo z zlatom in postavimo v magnetno polje, da dobimo elektroniko signala, je raziskovalcem uspelo ustvariti mikrofon, ki lahko deluje v impresivnem razponu frekvence.

"Današnji miniaturni usmerjeni mikrofoni zvenijo slabo, ker se njihov odziv močno spreminja glede na frekvenco," je dejal Ronald Miles, profesor na Binghamptonovem oddelku za strojništvo. povedal Digital Trends. »Navadno izgubijo nizkofrekvenčne zvoke in se večinoma odzivajo na zelo visokofrekvenčne zvoke. Naša tehnologija bo omogočila izdelavo usmerjenih mikrofonov avdiofilske kakovosti. Pokazali smo, da je njihov frekvenčni odziv raven od 1 Hz do 50 kHz. To do sedaj ni bilo mogoče.”

Pomaga pri popravljanju poškodovanih živcev

Poleg boljših slušnih pripomočkov ima pajkova svila še druge možnosti uporabe za invalide. V Avstriji raziskovalci preiskujejo uporabo ultra močne pajkove svile pajka zlatega tkalca iz Tanzanije za pomoč pri zdravljenju hudih poškodb živcev. Mikrokirurška tehnika vključuje polnjenje žil s pajkovo svilo, ki pomaga voditi živce, ko se obnavljajo.

"Na žalost ima večina materialov učinek zaviranja rasti živcev," Christine Radtke, profesorica plastične in rekonstruktivne kirurgije na avstrijski MedUni Vienna/Vienna General Hospital, povedal Digital Trends. »Pajkova svila je po drugi strani material, ki vznemirja ljubezen. Pritrdijo se nanjo in nato neposredno sledijo vlaknom. Je kot rešetka za vrtnice.«

Izdelava neprebojnih jopičev za blaženje udarcev

Raziskovalci z britanske univerze v Cambridgeu so oblikovali umetno pajkovo svilo, ki bi jo lahko uporabili za ustvarjanje ultra lahkih, a neverjetno močnih ščitov. V testih se je izkazalo, da je njihov material sposoben razpršiti skoraj 70 odstotkov energije ob udarcih.

To je lastnost, ki jo morajo imeti pravi pajki v svoji svili, da absorbirajo udarce žuželk, ki zadenejo njihove mreže. Potencialne uporabe te tehnologije vključujejo vse od čelad za blaženje udarcev za kolesarje, nogometaše in rolkarje do potencialnih oklepnih jopičev za uporabo s strani policije ali vojakov.

Ustvarjanje lažne kože

V stripih se je Spider-Man občasno spopadel z zlomljenimi ali poškodovanimi rokami tako, da si je iz pajkove mreže ustvaril zanko. Raziskovalci iz Švedske in Indije so nedavno naredili to zamisel še korak dlje, tako da so za razvoj uporabili pajkovo svilo obloge za rane in celo umetna koža za pomoč pri celjenju ran.

Obloge bi lahko uporabili za zdravljenje kroničnih ran, kot so razjede na diabetičnem stopalu, medtem ko bi umetno kožo lahko uporabili za presaditev kože v primeru kritičnih opeklin tretje stopnje. Lahko bi ga uporabili tudi kot nadomestek kože za pregledovanje določenih molekul zdravil za kozmetično industrijo. Ugledni znanstvenik Peter Parker bi bil ponosen!

Izdelava še močnejše pajkove svile

Veste, kateri material je še bolj vsestranski kot pajkova svila? Tako je: grafen, 2D čudežni material sestavljen iz ene plasti ogljikovih atomov, razporejenih v šesterokotni razporeditvi. Medtem ko je pajkova svila osupljivo močna, je grafen v povsem drugi ligi – oglašujejo ga kot najmočnejši material, ki obstaja, 200-krat močnejši od jekla.

Raziskovalci na Univerzi v Trentu v Italiji so v svojih prizadevanjih za izdelavo nove različice navadne pajkove svile s polnilnikom hranil pajke s hrano, delno sestavljeno iz grafena — in potem opazoval, kaj se je zgodilo. Svila, prepletena z nanomateriali, je bila 3-krat močnejša in 10-krat močnejša od svile, ki jo proizvajajo pajki v naravi.

Nobena aplikacija še ni bila predstavljena, vendar si je enostavno predstavljati, kako bi to lahko uporabili v povezavi z nekaterimi drugimi primeri uporabe na tem seznamu.

Izdelava oblačilnega materiala prihodnosti

Zaradi kombinacije raztegljivosti, raztegljivosti in vzdržljivosti pajkove svile ni čudno, da je povpraševanje oblikovalcev oblačil po njej. Čeprav je še vedno nekoliko neobičajna, je pajkova svila že pritegnila pozornost nekaterih velikih imen v industriji.

Prej smo pisali o popolnoma biorazgradljivem čevelj iz pajkove svile, ki ga je razvil Adidas, kot tudi a North Face prototip jakne “Moon Parka”. ki je narejen iz približno enakega materiala. Kako dolgo, preden se pajkova svila začne pojavljati drugje na glavni ulici?

Pomoč astronavtom pri gibanju v mikrogravitaciji

Ta je res bolj častna omemba, ker ne vključuje prave pajkove svile - temveč je navdihnjen z načinom, kako pajki predejo svilo, da se premikajo. Tako imenovana naprava Orbit Weaver, ki so jo ustvarili raziskovalci s tehnološkega inštituta v Massachusettsu (MIT), je Spletna streljačina v slogu Spider-Mana, zasnovana tako, da astronavtom omogoča lažje premikanje od lokacije do lokacije v ničelnem ali pogoji mikrogravitacije.

"Naprava izstreli vrvico z magnetno konico," Xin Liu, umetniški kurator pri MIT Media Lab Space Exploration Initiative, povedal Digital Trends. »Ko je konica v stiku z jekleno ploščo, zavaruje pritrditev zaradi magnetnih sil. Nato se bo naprava previla nazaj, kot ribiški plen, vendar obrnjena, in potegnila uporabnika. Ker ste tehnično breztežni, ne potrebujete veliko navora, da človeka potegnete s tako majhno napravo.«

Priporočila urednikov

• Sintetična pajkova svila bi lahko pomagala rešiti svetovne probleme onesnaževanja s plastiko
• Sposobnost zvijanja kot čarovnija bo morda naredila pajkovo svilo robotsko mišico prihodnosti

Nadgradite svoj življenjski slogDigitalni trendi bralcem pomagajo slediti hitremu svetu tehnologije z vsemi najnovejšimi novicami, zabavnimi ocenami izdelkov, pronicljivimi uvodniki in enkratnimi vpogledi v vsebine.