Вдохновленные человеком-пауком ученые разрабатывают веб-страницы из жидкого материала

Исследователи из Университета Тафтса разработали уникальную технологию, позволяющую создавать веб-страницы из жидкого материала. Это изобретение стало первой в мире системой, которая делает возможным мгновенное затвердевание вещества в липкое волокно, способное поднимать предметы, подобно паутине супергероев.

Команда из Silklab, вдохновленная природными процессами и комиксами, использовала белки шёлка из коконов моли. Они создали специальный раствор, который на воздухе быстро превращается в прочное волокно. Его можно выстреливать из устройства, и оно прилипает к объектам.

Исследование, опубликованное в журнале Advanced Functional Materials, подчеркивает значимость шёлка как натурального материала, который вырабатывают различные насекомые, включая пауков и мотыльков. Пауки, к примеру, используют его для плетения паутины и коконов, а также для ловли добычи.

Хотя ранее ученые работали с шёлком для создания мощных подводных клеев и экологически чистых компонентов для микрочипов, задача воспроизведения прочности и гибкости паучьего шёлка оставалась сложной. К открытию, связанному с паутиной, привела случайность: доцент Марко Ло Прести заметил, что при очистке стеклянной посуды ацетоном на поверхности образуется материал, напоминающий паутину. Этот неожиданный результат стал толчком для дальнейших исследований.

Ключевым моментом в разработке новой технологии стало использование дофамина. При смешивании шёлкового фиброина — белка, получаемого из коконов тутового шелкопряда — с дофамином и ацетоном раствор быстро образует прочные и липкие волокна. Дофамин, известный своими клеящими свойствами, помогает усоногим ракам прикрепляться к поверхностям.

Исследователи также изучили метод выстреливания волокон через коаксиальную иглу. При этом раствор шёлка выделяется, а ацетон испаряется, оставляя твёрдое волокно, которое прилипает ко всем контактируемым предметам. Дополнительно в состав волокон был добавлен хитозан — соединение, получаемое из панцирей насекомых, что сделало волокна еще более прочными. С помощью боратного буфера клейкость волокон увеличилась в 18 раз.

Это новое устройство для создания веб-структур способно поднимать объекты, вес которых в 80 раз превышает его собственный. Команда продемонстрировала его возможности, подняв различные предметы, такие как стальной болт и деревянный брусок, с расстояния 12 сантиметров.