Nanomaterialer hjælper edderkopper med at spinde de hårdeste ting

Edderkoppers silke er allerede hårde ting - bare spørg dit venlige nabolag Spiderman.

Men nu, forskere i Italien og Storbritannien har fundet en måde at gøre Spideys silke meget stærkere, ved hjælp af forskellige edderkoppearter og kulstof nanorør eller grafen.

Forskerholdet, ledet af professor Nicola Pugno ved University of Trento, Italien, lykkedes med at få deres edderkopper til at producere silke med op til tre gange styrke og ti gange sejhed af det almindelige materiale.

Deres opdagelse, offentliggjort i dag i tidsskriftet 2D materialer , kunne bane vejen for en ny klasse af bionikompositter, med en bred vifte af anvendelser.

Professor Pugno sagde:"Mennesker har brugt silkeormsilker bredt i tusinder af år, men for nylig har forskning fokuseret på edderkoppesilke, da den har ekstremt lovende mekaniske egenskaber. Det er blandt de bedste spundne polymerfibre med hensyn til trækstyrke, ultimative belastning, og især sejhed, selv sammenlignet med syntetiske fibre som Kevlar."

"Vi ved allerede, at der er biomineraler til stede i proteinmatricer og hårdt væv hos insekter, hvilket giver dem høj styrke og hårdhed i deres kæber, mandibler og tænder, for eksempel. Så vores undersøgelse så på, om edderkoppesilkens egenskaber kunne 'forstærkes' ved kunstigt at inkorporere forskellige forskellige nanomaterialer i silkens biologiske proteinstrukturer."

At gøre dette, holdet udsatte tre forskellige edderkoppearter for vanddispersioner indeholdende kulstofnanorør eller grafen.

Efter at have samlet edderkoppernes silke, holdet testede dets trækstyrke og sejhed.

Professor Pugno sagde:"Vi fandt ud af, at den stærkeste silke, som edderkopperne har spundet, havde en brudstyrke på op til 5,4 gigapascal (GPa), og et sejhedsmodul op til 1, 570 joule pr. gram (J/g). Normal edderkoppesilke, til sammenligning, har en brudstyrke på omkring 1,5 GPa og et sejhedsmodul på omkring 150 J/g."

"Dette er den højeste fibersejhed, der er opdaget til dato, og en styrke, der kan sammenlignes med de stærkeste kulfibre eller limpettænder. Det er stadig tidlige dage, men vores resultater er et proof of concept, der baner vejen for at udnytte den naturligt effektive edderkoppespindeproces til at producere forstærkede bioniske silkefibre, dermed yderligere at forbedre et af de mest lovende stærke materialer." "Disse silkes høje sejhed og modstandsdygtighed over for den ultimative belastning kunne have anvendelser såsom faldskærme". "Ydermere, denne proces med den naturlige integration af forstærkninger i biologiske strukturelle materialer kan også anvendes på andre dyr og