Tufts-videnskabsmænd skaber ved et uheld edderkoppeweb-lignende klæbemiddel fra silkemølkokoner

Forskere skabte ved et uheld et klæbrigt stof lige ud af en Sci-Fi-film

Oleksandr Korzh/Getty Images

Når du tænker på silke, er det mest kendte billede en silkeorm, der spinder sin egen tråd. Men verden af ​​naturlige klæbemidler er langt bredere:kokonen af ​​en larve, den silke, som en tommeorm bruger til at stige ned, og endda de tråde, der produceres af edderkoppesilke - alle viser naturens beherskelse af vedhæftning og styrke. Et nyligt gennembrud på Tufts Universitys Silklab demonstrerer, hvordan et silkebaseret materiale kan efterligne det legendariske Spider-Man-væv.

Tufts-forskere arbejder med naturligt forekommende silke og omformer dem til biomaterialer til avancerede anvendelser. Ved at bruge Regenerated Silk Fibroin (RSF) – et protein, der er udvundet ved at koge silke-møl-kokoner og opløse fibrene – har forskere udviklet spiselige belægninger for at forlænge produkternes holdbarhed og undervandslim, der overgår konventionelle klæbemidler. Ved en tilfældig opdagelse observerede adjunkt MarcoLoPresti en vævlignende film dannes på glas efter rengøring med acetone. Yderligere eksperimenter viste, at en RSF-løsning kunne størkne næsten øjeblikkeligt og løfte små genstande, der minder om tegneseriebånd. Undersøgelsen blev offentliggjort i *Advanced Functional Materials* i september2024.

Sådan er det stærke, web-lignende materiale lavet

LoPresti, en Spider-Man-entusiast, brugte 18 måneder på at teste RSF-blandinger med organiske opløsningsmidler. RSF udsat for acetone eller ethanol danner halvfaste hydrogeler, men overgangen kan tage timer. Tilsætning af dopamin - kendt for at skabe usædvanligt stærke klæbemidler - fremskyndede størkning ved at trække vand væk fra fibroinet, hvilket producerer fibre, der klæber kraftigt til overflader, svarende til vedhæftning af havdyr.

Holdet ekstruderede opløsningen gennem en koaksial nål, hvilket skabte en tynd strøm indhyllet i acetone. Da acetonen fordampede, størknede fiberen ved kontakt. Ved at inkorporere chitosan, et insekteksoskeletderivat, opnåede fibrene op til 200 gange trækstyrke. En boratbuffer øgede klæbrigheden yderligere 18 gange. Disse forbedringer gjorde det muligt for fibrene at løfte genstande op til 80 gange deres egen vægt, inklusive en delvist nedgravet skalpel, en stålbolt og en træklods.

LoPresti fortalte *Tufts Now*:"Edderkopper spinder silke direkte fra deres kirtler og kommer i fysisk kontakt med overflader for at bygge spind. Vi demonstrerer en måde at skyde en fiber fra en enhed på, derefter hæfte sig til og opfange en genstand på afstand - i det væsentlige forvandler et naturligt princip til en superhelte-inspireret teknologi."

Real-Life Spider-Man:Web-Slinging Wrist Shooters er ikke umulige

James Rowland / 500px/Getty Images

I en episode af *The Official Marvel Podcast* fremhævede professor Fiorenzo Omenetto fra Tufts biomedicinske teknik laboratoriets potentiale til at skabe et håndledsmonteret web-shooter. Han understregede, at naturens materialer kan udføre uventede bedrifter. "Silkes trækstyrke og elasticitet gør det muligt at absorbere energi og understøtte tunge belastninger," forklarede Omenetto. "Når vi konstruerer disse materialer, overføres disse egenskaber, hvilket gør os i stand til at designe systemer, der kan holde en betydelig vægt uden at gå i stykker."

Omenetto bemærkede også, at deres laboratorium har produceret en let bane, der er i stand til at bære 4.000 gange dens vægt. Mens edderkopper er mindre tilgængelige end larver, tilbyder den underliggende silkebiologi en lovende vej mod funktionelle, højstyrke klæbemidler.