Новини
Перезбірка зробила нитку тутових шовкопрядів міцніше в півтора рази
Навчання
Якщо натуральну нитку тутового шовкопряду «розібрати» на мікроскопічні волокна, а потім «зібрати» заново, отримана нитка буде в півтора рази міцніше, ніж вихідна, з'ясували вчені з Массачусетського технологічного інституту та Університету Тафтса. Стаття опублікована в журналі.
Шовкова нитка, створювана павуками і тутовими шовкопрядами, приваблює вчених своєю міцністю і незвичайними властивостями. Наприклад, відомо, що через намотування на краплі клейкої рідини, павуча нитка зберігає натягнення не тільки при розтягненні, а й при стисненні. Оскільки в природі цей матеріал утворюється тільки у вигляді нитки, розроблені методи її «розбору» на більш дрібні складові частини, і складання в інші форми, наприклад, плівки.
Вчені допрацювали цей відносно простий спосіб, що дозволяє переробляти нитку тутового шовкопряду і змогли таким чином зробити її міцнішою. Для цього вони частково розчинили її в гексафтор-2-пропанолі, в результаті чого вона розпалася на окремі фрагменти довжиною в сотні і тисячі мікрометрів і діаметром 5-10 мікрометрів. Таким чином вони отримали в'язку суміш з текстурою, схожою на утворену шовкопрядами.
Ця суміш тече подібно до рідини, але все ж частково зберігає орієнтацію частинок подібно до кристалів. Вчені використовували цю властивість для створення штучних ниток за допомогою простого шприца, витягуючи з нього нитку, з якої потім випаровувався розчинник. Вони змогли отримати нитки довжиною до декількох десятків метрів. Дослідивши отриману нитку за допомогою інфрачервоної спектроскопії з фур'є-перетворенням, вони з'ясували, що більша частина нитки складається з лід-листів, які з'єднують кілька мікроволокон, а її частка приблизно відповідає такій в натуральній нитці. Механічні випробування нитки показали, що вона має модуль Юнга 11-4 гігапаскалів, тоді як у натуральної нитки шовкопряду він становить близько 7 гігапаскалів.
У 2015 році вчені з'ясували, що на відміну від натурального шовкового фіброїну, штучний фіброїн не схильний до самозбірки. А в 2017 році хіміки створили штучний аналог нитки павутини, який на 90 відсотків складається з нановолокон целюлози і на 10 відсотків з павучого білка.