Посунься, Людино-павук! Павуковий шовк можна використовувати для створення броні та відновлення нервів

Коли ви уявляєте собі матеріали наступного покоління, які захоплюють вчених, швидше за все, павутинний шовк не займає перше місце в списку. Однак, як виявилося, незвичайні механічні властивості павутинного шовку — починаючи з його високих міцність на розрив і міцність до легкої гнучкості — роблять його надзвичайно універсальним матеріал.

Ось деякі дивовижні речі, для яких дослідники зараз використовують павутинний шовк. І ні, незважаючи на те, що ви прочитали Людина-павук книги, ловля суперлиходіїв не є одним із них!

Доставка життєво необхідних ліків

Чи може павутинний шовк одного разу допомогти в боротьбі з раком? Цілком можливо, якщо вірити одному нещодавньому швейцарсько-німецькому проекту. Дослідники розробили мікрокапсули зі згорнутого штучного павутинного шовку, які незабаром можна буде використовувати для доставки вакцин безпосередньо до імунних клітин пацієнтів для боротьби з раковими пухлинами.

«Павутинний шовк легкий і дуже стійкий», — сказала професор Керол Буркін, фахівець із протипухлинної імунотерапії, яка працювала над проектом. розповів Digital Trends. «Він сам по собі не викликає запалення чи імунної реакції. Ми виявили, що на диво мікрочастинки можуть витримувати високу температуру понад 100 градусів за Цельсієм (212 градусів за Фаренгейтом) протягом кількох годин. Це свідчить про те, що вони можуть захистити вакцини в країнах, що розвиваються, де охолодження часто є проблемою для звичайних вакцин».

Створення кращих слухових апаратів

Дослідники з Університету Бінгемтона в Нью-Йорку використовують шовк павука для покращення якості мікрофонів слухових апаратів. Ідея полягає в тому, що надчутливий павутинний шовк може сприймати швидкість повітря, а не просто його тиск, завдяки своїй надзвичайній тонкості. Покриваючи шовк павука золотом і поміщаючи його в магнітне поле, щоб отримати електроніку сигналу, дослідники змогли створити мікрофон, здатний працювати у вражаючому діапазоні частоти.

«Сучасні мініатюрні спрямовані мікрофони звучать погано, тому що їх відгук сильно змінюється залежно від частоти», — Рональд Майлз, професор кафедри машинобудування Бінгемптона, розповів Digital Trends. «Вони, як правило, втрачають низькочастотні звуки і реагують переважно на дуже високочастотні звуки. Наша технологія дозволить створювати спрямовані мікрофони аудіофільської якості. Ми показали, що їх частотна характеристика рівна від 1 Гц до 50 кГц. Досі це було неможливо».

Допомога у відновленні пошкоджених нервів

Крім кращих слухових апаратів, павутинний шовк має й інші потенційні застосування для людей з обмеженими можливостями. В Австрії дослідники досліджують використання надміцного павукового шовку золотого павука-ткача з Танзанії для лікування серйозних травм нервів. Мікрохірургічна техніка передбачає заповнення вен павутинним шовком, що допомагає направляти нерви під час їх відновлення.

«На жаль, більшість матеріалів мають ефект гальмування росту нервів», — Крістін Радтке, професор пластичної та реконструктивної хірургії в австрійському MedUni Vienna/Vienna General Hospital, розповів Digital Trends. «З іншого боку, павутинний шовк — це матеріал, який нервує. Вони прикріпляться до нього, а потім слідують безпосередньо за волокнами. Це як шпалера з троянд».

Виготовлення протиударних бронежилетів

Дослідники з Кембриджського університету Великобританії розробили штучний павутинний шовк, який можна використовувати для створення надлегких, але неймовірно міцних щитів. Випробування показали, що їхній матеріал здатний розсіювати близько 70 відсотків енергії при ударах.

Це властивість, яка потрібна справжнім павукам у їхньому шовку, щоб поглинати удари комах, які потрапляють на їхні мережі. Потенційні застосування цієї технології включають все: від ударопоглинаючих шоломів для велосипедистів, футболістів і скейтбордистів до потенційних броньованих жилетів для використання поліцією чи солдатами.

Створення підробленої шкіри

У коміксах Людина-павук час від часу справлявся зі зламаними або пораненими руками, створюючи собі пращу з павутини. Дослідники зі Швеції та Індії нещодавно розвинули цю ідею на крок далі, використавши для розробки шовк павука пов’язки для ран і навіть штучна шкіра для загоєння ран.

Пов’язки можна використовувати для лікування хронічних ран, таких як діабетичні виразки стопи, тоді як штучну шкіру можна використовувати для пересадки шкіри у разі критичних опіків третього ступеня. Його також можна використовувати як замінник шкіри для скринінгу певних молекул ліків для космецевтичної промисловості. Відомий вчений Пітер Паркер пишався б!

Виготовлення ще міцнішого шовку павука

Ви знаєте, який матеріал навіть більш універсальний, ніж павутинний шовк? Правильно: графен, 2D чудо-матеріал складається з одного шару атомів вуглецю, розташованих у шестикутній формі. У той час як павутинний шовк вражаюче міцний, графен знаходиться в зовсім іншій лізі — його рекламують як найміцніший з усіх відомих матеріалів, у 200 разів міцніший за сталь.

Дослідники з Університету Тренто, Італія, намагаючись створити нову наддувну версію звичайного павукового шовку годували павуків дієтою, яка частково складалася з графену — а потім дивився, що відбувається. Шовк із наноматеріалом виявився втричі міцнішим і в 10 разів міцнішим, ніж шовк, який виробляють павуки в дикій природі.

Жодних програм ще не було продемонстровано, але легко уявити, як це можна розгорнути в поєднанні з деякими іншими варіантами використання в цьому списку.

Виготовлення матеріалу для одягу майбутнього

Не дивно, що шовк-павутин поєднує в собі еластичність, розтяжність і довговічність, тому не дивно, що він користується попитом у дизайнерів одягу. Хоча це все ще дещо незвичне, павутинний шовк уже привернув увагу деяких великих імен у галузі.

Раніше ми писали про повністю біорозкладаний шовкове взуття типу павук, розроблене Adidas, а також a Прототип куртки Moon Parka від North Face який виготовлений майже з того самого матеріалу. Через який час павутинний шовк почне з’являтися деінде на головній вулиці?

Допомога астронавтам у пересуванні в умовах мікрогравітації

Це справді більше почесної згадки, тому що він не містить справжнього шовку павуків, а скоріше натхненний тим, як павуки прядуть шовк, щоб пересуватися. Створений дослідниками з Массачусетського технологічного інституту (MIT), так званий пристрій Orbit Weaver є Веб-шутер у стилі Людини-павука, розроблений, щоб астронавти могли легше переміщатися з місця на місце в нульовому або умови мікрогравітації.

«Пристрій випускає струну за допомогою магнітного наконечника», — сказав Сінь Лю, куратор мистецтва в MIT Media Lab Space Exploration Initiative. розповів Digital Trends. «Коли наконечник торкається сталевої панелі, він фіксує кріплення завдяки магнітним силам. Потім пристрій перемотується назад, як рибальська здобич, але перевернута, і тягне за собою користувача. Оскільки ви технічно невагомі, вам не потрібен великий крутний момент, щоб тягнути людину з таким маленьким пристроєм».

Рекомендації редакції

• Синтетичний павутинний шовк може допомогти вирішити світові проблеми забруднення пластиком
• Здатність крутитися, як магія, може зробити павутинний шовк роботизованим м’язом майбутнього

Оновіть свій спосіб життяDigital Trends допомагає читачам стежити за динамічним світом технологій завдяки всім останнім новинам, цікавим оглядам продуктів, проникливим редакційним статтям і унікальним у своєму роді коротким оглядам.