Cercetătorii au descoperit procesul complex prin care păianjenii văduve negre transformă proteinele în fibre mai puternice decât oțelul. Descoperirea de către oamenii de știință de la Northwestern University și San Diego State University (SDSU) ar putea duce la crearea unor materiale sintetice puternice.

dezvăluit

Păianjenii văduvi negri și rudele lor, distribuiți în zona temperată din America de Nord, Europa, Asia, Australia, Africa și America de Sud, produc fire de mătase cu calități excepționale. Dacă plasa lor ar fi făcută din fire groase, ar opri un Boeing 747 zburător. Oamenii de știință încearcă de mult să-și dea seama de această forță pentru a crea armuri antiglonț. În plus, mătasea păianjenului iese lichidă și se întărește la contactul cu aerul. Și când trăiește sub apă, păianjenul face un clopot din acest fir magnific. Păianjenii se pot agăța de acest fir sau pot merge pe el, deși greutatea lor ar trebui să-l rupă. Toate acestea fac din mătasea păianjenului un material de vis. Dar nimeni nu a putut vreodată să repete ceea ce fac păianjenii de milioane de ani.

Oamenii de știință au cunoscut demult secvența inițială a aminoacizilor din care păianjenii își formează proteinele de mătase și înțeleg structura fibrelor și a materialului.

Cercetările anterioare au sugerat că proteinele din mătase de păianjen așteaptă procesul de filare sub formă de micele sferice nanometrice amfifile (grupuri de molecule solubile în apă și insolubile) înainte de a fi filate din păianjen pentru a forma fibre de mătase. Cu toate acestea, atunci când oamenii de știință încearcă să reproducă acest proces, nu reușesc să creeze materiale sintetice cu rezistența și proprietățile fibrelor naturale de mătase de păianjen.

„Ceea ce nu am înțeles pe deplin se întâmplă la scară nanomatică în glandele de mătase sau în tubul de ieșire - procesul de stocare, transformare și transport al proteinelor care devin fibre”, a spus Nathan Janeski de la Universitatea Northwestern.

Ei folosesc tehnici de ultimă generație - spectroscopie prin rezonanță magnetică și microscopie electronică - pentru a arunca o privire mai atentă asupra glandei proteice din care ies fibrele de mătase. Și astfel dezvăluie un ansamblu ierarhic mult mai complex de proteine.

Conform acestei noi „teorii modificate a micelelor”, proteinele din mătase nu încep ca micele sferice obișnuite, așa cum se credea anterior, ci ca nanocomplexe complexe. Această structură unică este potențial necesară de păianjenul negru văduv pentru a crea fibre impresionante .

„Știm acum că firele de mătase ale văduvei negre sunt formate din nanostructuri ierarhice (200 până la 500 nanometri în diametru) de proteine ​​stocate în abdomenul păianjenului, nu prin acumulare aleatorie de proteine ​​individuale sau simple particule sferice.”,

Dacă oamenii de știință pot replica procesul, „aplicațiile practice pentru un astfel de material sunt în esență nelimitate”, spune Holland. Acesta poate fi un material textil ușor, cu rezistență și durabilitate extrem de ridicate - pentru armată, salvatori și sportivi, materiale de construcție pentru poduri de frânghie și alte structuri, înlocuitori ecologici pentru materiale plastice, aplicații biomedicale.

Dacă putem reproduce sintetic acest proces natural și putem produce în cantități industriale materiale precum mătasea păianjenului văduv negru, s-ar schimba totul, cred oamenii de știință.