Chińscy badacze opracowali jedwabniki, które są w stanie produkować jedwab pajęczy. Dzięki modyfikacjom genetycznym, nowe owady mogą tworzyć materiał o sześciokrotnie większej twardości niż kevlar, uznawany za jeden z najbardziej wytrzymałych włókien.
Ten jedwab pajęczy jest bardziej wytrzymały niż kevlar
Kevlar to lekki, wytrzymały na rozciąganie oraz sztywny materiał produkowany z polimerów z grupy aramidów. Proces jego powstania był przypadkowy, jednak odmienił on produkcję przedmiotów i odzieży ochronnej. Opatentowana w 1974 roku tkanina wykorzystywana jest do tworzenia mat i włókien, które stosowane są w kaskach ochronnych, hełmach, kamizelkach kuloodpornych, a także wzmocnieniach dla nart czy rowerów.
Teraz jednak powszechnie znane tworzywo prawdopodobnie będzie musiało ustąpić miejsca nowemu materiałowi. Jedwab pajęczy, który tworzony jest przez zmodyfikowane genetycznie jedwabniki, jest nawet sześć razy twardszy od kevlaru. Oznacza to, że owady mogą wyprodukować zrównoważoną alternatywę dla włókien polimerowych. Za odkrycie i opracowanie zmodyfikowanych genetycznie jedwabników odpowiedzialni są badacze z Chin.
W jaki sposób zmodyfikowano jedwabniki?
Tworzenie jedwabiu pajęczego od wielu lat spędzało sen z powiek naukowców, szczególnie, iż poznali wcześniej jego potencjał. Wytrzymałość na rozciąganie okazała się być większa niż nylonu oraz kevlaru. Jednak na drodze pojawiły się problemy związane z wdrożeniem tego materiału na szeroką skalę. Mechanizm przędzenia okazał się być zbyt trudny do masowej produkcji jedwabiu pajęczego.
Dlatego też opracowano kolejny sposób, wykorzystujący tzw. jedwabniki jedwabnicze, które mogą zostać skomercjalizowane na dużą skalę. Do uruchomienia produkcji wystarczyłyby dobrze przemyślane hodowle genetycznie zmodyfikowanych jedwabników. Co więcej, powstały produkt byłby związany również z niższą ceną w porównaniu do obecnie stosowanych materiałów.
Przełom był możliwy do osiągnięcia dzięki zintegrowaniu genów białek, który występuje w jedwabiu pajęczym. Naukowcy wykorzystali DNA jedwabników, a następnie edytowali jeden z genów o nazwie CRISPR-Cas9. Choć brzmi to dość prosto, badacze musieli wykonać tysiące iniekcji materiału genetycznego do zapłodnionych jaj jedwabników.
Osiągnięcie naukowców może stać się doskonałą alternatywą dla kevlaru, ale nie tylko. Zastosowanie może sięgać nawet do granic inżynierii biomedycznej, gdzie nowy materiał mógłby być wykorzystywany m. in. jako szwy chirurgiczne.
