En kombination af træfibre og edderkoppesilke kunne konkurrere med plastik

At opnå styrke og strækbarhed på samme tid har hidtil været en stor udfordring inden for materialeteknik:øget styrke har betydet at miste strækbarhed og omvendt. Nu er det lykkedes Aalto University og VTT-forskere at overvinde denne udfordring, med inspiration fra naturen.

Forskerne skabte et helt nyt biobaseret materiale ved at lime sammen træcellulosefibre og silkeproteinet, der findes i edderkoppetråde. Resultatet er et meget fast og modstandsdygtigt materiale, som i fremtiden kan bruges som en mulig erstatning for plastik, som en del af biobaserede kompositter og i medicinske applikationer, kirurgiske fibre, tekstilindustri og emballage.

Ifølge Aalto Universitetsprofessor Markus Linder. naturen byder på gode ingredienser til at udvikle nye materialer, såsom fast og let tilgængelig cellulose og sej og fleksibel silke som brugt i denne forskning. Fordelen ved begge disse materialer er, at i modsætning til plastik, de er biologisk nedbrydelige og skader ikke naturen på samme måde som mikroplast.

"Vores forskere skal bare være i stand til at reproducere de naturlige egenskaber, tilføjer Linder, som også ledede forskningen.

"Vi brugte birketræmasse, brækkede det ned til cellulose nanofibriller og rettede dem ind i et stift stillads. På samme tid, vi infiltrerede cellulosenetværket med en blød og energidissiperende edderkoppesilkeklæbende matrix, " siger forsker Pezhman Mohammadi fra VTT.

Silke er et naturligt protein, som udskilles af dyr som silkeorme og også findes i edderkoppetråde. edderkoppesilken brugt af Aalto Universitetets forskere, imidlertid, er faktisk ikke taget fra edderkoppespind, men er i stedet produceret af forskerne ved hjælp af bakterier med syntetisk DNA.

"Fordi vi kender strukturen af ​​DNA'et, vi kan kopiere det og bruge det til at fremstille silkeproteinmolekyler, som kemisk ligner dem, der findes i spindelvævstråde. DNA'et har al denne information indeholdt i sig, Linder forklarer.

"Vores arbejde illustrerer de nye og alsidige muligheder for proteinteknologi. I fremtiden, vi kunne fremstille lignende kompositter med lidt forskellige byggesten og opnå et andet sæt egenskaber til andre applikationer. I øjeblikket, vi arbejder på at lave nye kompositmaterialer som implantater, slagfaste genstande og andre produkter, " siger Pezhman.