Tiongkok ciptakan serat sutra superkuat 6 kali lebih kuat dari Kevlar

[iklan_1]

Ilmuwan Tiongkok telah mensintesis serat sutra laba-laba lengkap pertama dari ulat sutra yang dimodifikasi secara genetik, yang lebih kuat daripada "serat alami dan sintetis terbanyak" seperti Kevlar.

Sutra laba-laba yang dihasilkan oleh ulat sutra hasil rekayasa genetika. Foto: Mi Junpeng — Sutra laba-laba yang dihasilkan oleh ulat sutra hasil rekayasa genetika. Foto: *Mi Junpeng*

Dalam sebuah studi yang diterbitkan pada 20 September di jurnal Matter, para ilmuwan di Universitas Donghua di Shanghai melaporkan bahwa serat sutra laba-laba memiliki kekuatan tarik tinggi dan ketangguhan yang luar biasa. Ketangguhan sutra laba-laba enam kali lebih kuat daripada Kevlar dan kekuatan tariknya (kemampuan menahan tegangan saat diregangkan) lebih tinggi daripada nilon. Mi Junpeng, penulis utama studi tersebut, mengatakan bahwa serat baru ini memiliki banyak aplikasi, termasuk benang bedah, pakaian antipeluru, material pintar, dan teknologi kedirgantaraan.

Tim peneliti menggunakan alat penyunting gen CRISPR-Cas9 untuk memodifikasi telur ulat sutra secara genetik dengan menambahkan gen untuk protein sutra laba-laba. Modifikasi ini menyebabkan mata ulat sutra bersinar di bawah mikroskop fluoresensi. Untuk memastikan bahwa ulat sutra yang dimodifikasi secara genetik menghasilkan protein laba-laba, para peneliti pertama-tama perlu memahami struktur sutra dengan lebih baik. Mereka menggunakan model struktur sutra yang telah berhasil diuji dalam berbagai eksperimen.

Salah satu tantangan besar, menurut Mi, adalah mencari cara untuk "melokalisasi" protein laba-laba agar dapat berinteraksi dengan protein ulat sutra. Pemodelan memungkinkan mereka untuk lebih memahami modifikasi apa yang perlu dilakukan untuk memastikan integrasi yang efisien. Selain itu, Mi mengatakan, mengumpulkan ulat sutra yang berhasil dimodifikasi juga merupakan tantangan, karena dibutuhkan hingga 100 telur untuk mendapatkan beberapa ulat sutra transgenik. Ulat sutra juga membutuhkan perawatan rutin karena mereka "makan beberapa kali sehari."

Sutra laba-laba ramah lingkungan, lebih kuat, dan lebih fleksibel dibandingkan serat sintetis seperti nilon dan Kevlar, yang membutuhkan energi tinggi untuk diproduksi dan mencemari lingkungan. Sutra laba-laba juga lebih kuat dan tidak mudah rapuh dibandingkan sutra alami yang dihasilkan oleh ulat sutra. Namun, produksi sutra laba-laba dalam skala besar sulit dilakukan karena laba-laba bersifat kanibal dan tidak dapat dipelihara berdampingan dalam jumlah besar.

Sutra laba-laba buatan tidaklah ideal karena bahkan metode produksi tercanggih sekalipun tidak dapat sepenuhnya meniru struktur alaminya karena para peneliti belum sepenuhnya memahami mekanisme pemintalan sutra. Sutra juga memiliki kutikula pelindung alami yang tidak dapat disimulasikan dengan metode buatan. Kelenjar pada ulat sutra dan laba-laba juga memiliki karakteristik yang serupa, sehingga sutra yang dihasilkan oleh tim peneliti tetap mempertahankan karakteristik struktural dan pelindungnya.

Di masa mendatang, Mi dan rekan-rekannya akan menggunakan asam amino sintetis untuk memodifikasi sutra dan menghasilkan versi yang lebih tahan lama.

An Khang (Menurut SCMP )

Bagaimana sutra ditemukan?, Hard drive terbuat dari sutra

[iklan_2]
Tautan sumber