Trækker, ikke skubbe, silke kunne revolutionere, hvordan grønnere materialer fremstilles

Ny indsigt i, hvordan dyr spinder silke, kan føre til nye, grønnere måder at fremstille syntetiske fibre på, ifølge akademikere ved University of Sheffield.

Forskere fra University of Sheffields afdeling for materialevidenskab og teknik har vist, at dyr spinder silke ved at trække i stedet for at skubbe det ud af deres kroppe. De foreslår, at hvis denne proces kan kopieres i industrielle omgivelser, det kunne forbedre, hvordan syntetiske materialer behandles og tilbyde mere miljøvenlige alternativer.

Konventionelle syntetiske tekstiler fremstilles ved ekstrudering - at skubbe et flydende råmateriale gennem et farvestof og derefter bruge høje temperaturændringer og udsættelse for skrappe kemikalier for at størkne. Imidlertid, silke kan størkne til en fiber ved stuetemperatur og kun efterlade vand - derfor forårsager mindre miljøskader.

Den nye undersøgelse, af akademikere ved University of Sheffield, er publiceret i tidsskriftet Naturkommunikation .

Hovedforfatter Jamie Sparkes, en ph.d.-studerende i University of Sheffield's Natural Materials Group, sagde:"Silke er et af de mest lovende grønne biomaterialer, og kunne være den perfekte erstatning for nylon- og polyesterbaseret tøj.

"Traditionel produktionsproces for silke er både besværlig og tidskrævende, men hvis vi kan omgå det ved at efterligne naturen i industrielle omgivelser, vi kunne forbedre ikke kun silke, men også hvordan vi behandler vores syntetiske materialer."

Forskere undersøgte, hvordan dyr, inklusive silkeorme og edderkopper, skubbe materialer som silke ud af deres kroppe.

Dr Chris Holland, Leder af Naturmaterialegruppen, sagde:"Selvom det er let at antage, at silke bliver drevet ud af kroppen, som vi ser i tegneserier, det ville vi gerne prøve."

Han tilføjede:"Ved at kombinere computermodeller med eksperimentelle data og praktiske målinger, vi bestemte de kræfter, der var nødvendige for at presse uspundet silke ned i dyrenes silkekirtel og spinde en fiber."

Jamie Sparkes tilføjede:"Vi fandt ud af, at det at spinde silke ved ekstrudering (skubbe), betyder, at en silkeorm skal presse sig selv hårdt nok til at generere mere tryk end en tændende dieselmotor.

"Dette er ikke muligt, da dyrets krop ikke ville være i stand til at holde det tryk. Det ser ud til, at du ikke kan presse silke som en tube tandpasta."

Imidlertid, ved at måle de kræfter, der kræves for at trække silke fra dyrets krop, forskerne fandt ud af, at det var inden for silkeormens evne til at trække en fiber, en proces, de omtaler som pultrudering.

Forskerne opnåede dette ved at tilpasse et reometer, en maskine, der normalt bruges til at måle viskositeten af ​​væsker, ind i et meget følsomt roterende hjul, i stand til at måle de nødvendige kræfter for at spinde.

Dr. Holland sagde:"Hvis jeg gav dig et stykke tyggegummi og bad dig om at lave en fiber til mig, du ville ikke presse den gennem tænderne, da den er for stiv. Du ville tage fat i den ene ende og trække den ud - og det er det, silkeormen og edderkoppen gør."