Команда исследователей из Туфтского университета представила инновационную технологию создания волокон, способных поднимать объекты весом до 80 раз превышающим их собственный вес. Вдохновившись сценами из фильма «Человек-паук», ученые разработали методику производства искусственных «паутиных» нитей, обладающих высокой прочностью и отличной адгезией.
Основным компонентом новых волокон является шелковый белок, полученный из коконов шелкопряда. После термической обработки белок разлагается на базовые аминокислоты, которые затем проходят через специальные отверстия иглы и смешиваются с определенными добавками. При контакте с воздухом полученная смесь быстро затвердевает, формируя прочные и эластичные волокна.
В ходе экспериментов команда обнаружила, что добавление донафина, вещества, схожего по функции с тем, что используется морскими организмами для крепления, значительно ускоряет процесс затвердевания и улучшает адгезионные свойства волокон. Это позволяет новым нитям надежно прилипать к различным поверхностям, обеспечивая их устойчивость и долговечность.
Для повышения прочности волокон исследователи также добавили хитозан, материал, полученный из экзоскелетов насекомых. Это позволило увеличить сопротивляемость волокон к растяжению в 200 раз по сравнению с исходными материалами. Использование буферного раствора борной кислоты дополнительно усилило адгезию волокон примерно на 18 раз.
Полученные волокна имеют диаметр, варьирующийся от тончайших, сравнимых с человеческими волосами, до почти полмиллиметра, в зависимости от используемого размера иглы. В лабораторных условиях волокна успешно поднимали различные объекты, включая коконы шелкопряда, стальные болты, пробирки, плавающие на воде, хирургические ножи, частично погруженные в песок, и деревянные блоки.
Эта разработка демонстрирует огромный потенциал для применения в различных областях, включая медицину, строительство и робототехнику. Ученые надеются, что их технология позволит создать новые материалы с уникальными свойствами, способные значительно улучшить эффективность и безопасность многих процессов.