Kína szuperkemény selyemszálat gyárt, amely hatszor erősebb, mint a Kevlár

Kínai tudósok szintetizálták az első teljes értékű pókselyem rostot genetikailag módosított selyemhernyókból, amely erősebb, mint a "legtöbb természetes és szintetikus szál", például a Kevlár.

Genetikailag módosított selyemhernyók által előállított pókselyem. Fotó: Mi Junpeng

A Matter című folyóiratban szeptember 20-án publikált tanulmányban a sanghaji Donghua Egyetem tudósai arról számoltak be, hogy a pókselyem szálak nagy szakítószilárdsággal és kivételes szívóssággal rendelkeznek. A pókselyem szívóssága hatszor nagyobb, mint a kevláré, a szakítószilárdsága (a feszültségnek való ellenállás képessége nyújtáskor) pedig magasabb, mint a nejloné. Mi Junpeng, a tanulmány vezető szerzője elmondta, hogy az új szálaknak számos alkalmazási lehetőségük van, beleértve a sebészeti varratokat, a golyóálló ruházatot, az intelligens anyagokat és a repülőgépipari technológiát.

A csapat a CRISPR-Cas9 génszerkesztő eszközt használta a selyemhernyó-peték genetikai módosítására egy pókselyemfehérjéket kódoló gén hozzáadásával. Ez a módosítás a selyemhernyók szemének fluoreszcens mikroszkóp alatti világítását eredményezte. Annak érdekében, hogy a genetikailag módosított selyemhernyók pókfehérjéket termeljenek, a kutatóknak először jobban meg kellett érteniük a selyem szerkezetét. Egy olyan selyemszerkezeti modellt használtak, amelyet sikeresen teszteltek kísérletekben.

Mi szerint az egyik nagy kihívás a pókfehérjék „lokalizálása” volt, hogy kölcsönhatásba léphessenek a selyemhernyó-fehérjékkel. A modellezés lehetővé tette számukra, hogy jobban megértsék, milyen módosításokat kell végrehajtani a hatékony integráció biztosítása érdekében. Ezenkívül Mi szerint a sikeresen módosított selyemhernyók gyűjtése is kihívást jelentett, mivel akár 100 petére is szükség volt néhány transzgénikus selyemhernyó előállításához. A selyemhernyók rendszeres gondozást is igényeltek, mivel „naponta többször is táplálkoznak”.

A pókselyem környezetbarát, erősebb és rugalmasabb, mint a szintetikus szálak, mint például a nejlon és a kevlár, amelyek előállításához nagy energia szükséges, és ezáltal szennyezik a környezetet. A pókselyem erősebb és kevésbé törékeny is, mint a selyemhernyók által előállított természetes selyem. A pókselyem nagymértékű előállítása azonban nehéz, mivel a pókok kannibálok, és nem lehet őket nagy számban egymás mellett nevelni.

A mesterséges pókselyem nem ideális, mivel még a legfejlettebb előállítási módszerek sem képesek teljes mértékben utánozni a természetes szerkezetet, mivel a kutatók nem értik teljesen a selyemfonás mechanizmusát. A selyemnek természetes védő kutikulája is van, amelyet mesterségesen nem lehet szimulálni. A selyemhernyók és pókok mirigyei is hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek, így a kutatócsoport által előállított selyem megőrzi szerkezeti jellemzőit és védőrétegét.

A jövőben Mi és kollégái szintetikus aminosavakat fognak használni a selyem módosítására és tartósabb változatok előállítására.

An Khang ( az SCMP szerint)

Hogyan találták fel a selymet? , Selyemből készült merevlemezek

Forráslink: https://vnexpress.net/trung-quoc-tao-ra-soi-to-sieu-cung-ben-gap-6-lan-soi-kevlar-4656424.html