Chińscy naukowcy dokonali czegoś naprawdę niezwykłego modyfikując genetycznie jedwabniki - tak, aby produkowały jedwab o właściwościach tego pajęczego. Takie włókna okazały się aż 6 razy twardsze od kevlaru używanego w kamizelkach kuloodpornych. Dzięki temu możliwe będzie wprowadzenie alternatyw o doskonałej wytrzymałości bez używania syntetyków.
Jedwab pajęczy - ze względu na swoją wyjątkową wytrzymałość na rozciąganie - przewyższa zarówno nylon, jak i Kevlar. Tym samym, naukowcy od lat marzyli o tym, by móc produkować włókna tak wytrzymałe, jak te pająka bez trudów wynikających z hodowli tych kapryśnych zwierząt. Opublikowane w czasopiśmie Matter badania mogą zmienić przemysł włókien syntetycznych. Nie bez znaczenia jest tutaj fakt, iż jedwabniki są o wiele tańsze i mniej problematyczne w hodowli, przez co produkcja superwytrzymałego jedwabiu na szeroką skalę nie byłaby trudna.
Komercjalizacja jedwabiu pajęczego była natomiast kłopotem z naprawdę wielu powodów. Po pierwsze, nie do końca rozumiemy to, w jaki w ogóle sposób pająki przędą "nici". Dodatkowo, ów proces jest złożony i trudno byłoby też wprowadzić rozwiązania inżynieryjne ułatwiające produkcję. I ostatecznie - jak wspomnieliśmy - pająki nie są ani łatwe, ani tanie w hodowli. Potrafią zjadać siebie nawzajem, przez co niemożliwe jest trzymanie wielu osobników w jednym terrarium.
Dotychczas jedwabnik był jedynym zwierzęcym włóknem jedwabiu, które jest produkowane na dużą skalę dzięki ugruntowanym technikom hodowli. Genetycznie zmodyfikowane jedwabniki pozwalają nam na tanie produkowanie go w skali absolutnie masowej. Odpowiedzialny za sukces zespół naukowców wprowadził geny białka pajęczego jedwabiu do DNA jedwabników korzystając z metody CRISPR-Cas9 poprzez setki tysięcy mikroiniekcji do zapłodnionych jaj jedwabników. Konieczne było również pewne "dostrojenie" białek jedwabiu pajęczego, aby były zgodne z białkami w gruczołach jedwabników - tak, aby proces przędzenia włókien przebiegał poprawnie.
Z takich włókien jedwabiu chętnie skorzystają takie sektory, jak wojskowość i lotnictwo. Dlaczego? Skoro "pajęczy jedwab od jedwabników" jest tak samo wytrzymały, to świetnie posłuży do tworzenia jeszcze mocniejszych i dalej lekkich kamizelek kuloodpornych. Ze względu na niską wagę oraz doskonałe właściwości fizykomechaniczne, świetnie pasuje także do przemysłu lotniczego. Ale nie tylko: bo niewykluczone, że przyda się także w inżynierii biomedycznej jako źródło nici do superwytrzymałych szwów chirurgicznych. Potencjalnych zastosowań jest naprawdę mnóstwo.
Teraz czas na obserwacje dotyczące wytrzymałości i twardości włókien jedwabiu pajęczego opracowanych przez zespół naukowców. Poprzez zmodyfikowanie jedwabników naukowcy mają nieograniczony potencjał do tworzenia zmodyfikowanych materiałów o wyjątkowych właściwościach. Ponad 100 wprowadzonych do nich zmodyfikowanych aminokwasów zupełnie zmieniło zasady gry. Naukowcy poprzez to odkrycie udowadniają, że potencjalnie jesteśmy w stanie tworzyć naprawdę niesamowite rzeczy. A trzeba pamiętać, że nie tylko superwytrzymałe włókna są w naszym zasięgu. Modyfikacje genetyczne mogą nam pozwolić na tworzenie tkanin o dowolnych właściwościach, co jest w mojej skromnej ocenie jeszcze bardziej fascynujące.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
