دانشمندان ایالات متحده با ادغام تارهای عنکبوت با سیلیکای زیستی موفق به تولید نوعی نانوکامپوزیت فوق‌العاده قوی شدند که می‌تواند مصارف پزشکی یا صنعتی داشته باشد. این نانومواد جدید که توسطDavid Kaplan و همکارانش در دانشگاه Tufts واقع در ماساچوست تهیه شده است، قابلیت کشش و انعطاف فوق‌العاده‌ای مانند ابریشم و سختی همانند سیلیکا داراست.
استفاده از تار عنکبوت برای ساخت نانوکامپوزیت
دانشمندان ایالات متحده با ادغام تارهای عنکبوت با سیلیکای زیستی موفق به تولید نوعی نانوکامپوزیت فوق‌العاده قوی شده‌اند که می‌تواند مصارف پزشکی یا صنعتی داشته باشد.
این نانومواد جدید که توسط دیوید کاپلان (David Kaplan )و همکارانش در دانشگاه Tufts واقع در ماساچوست تهیه شده است، قابلیت کشش و انعطاف فوق‌العاده‌ای مانند ابریشم، و سختی همانند سیلیکا را دارا است.
سیلیکا به وفور در سیستم‌های زیستی یافت می‌شود و برای محافظت از ارگانیسم‌های تک سلولی مانند diatom به کار می‌رود. سیلیکا همچنین در اسکلت بعضی حیوانات بزرگ‌تر و برخی گیاهان به وفور یافت می‌شود. تار عنکبوت همچنین یک ماده با خاصیت انعطا‌ف‌پذیری بالاست که خاصیت کششی بالایی دارد و درضمن می‌تواند با خودآرایی، ساختارهای دیواره مانند (صفحه‌‌ای) تشکیل دهد.
کاپلان و همکارانش با استفاده از مهندسی ژنتیک توانسته‌اند پروتئین تار عنکبوت را به نحوی شبیه‌سازی کنند که بتواند تشکیل فیلم دهد، سپس با مخلوط کردن این مواد با بیوسیلیکا (که از پروتئین diatom استخراج شده) در محلول آبی، موفق به ساخت این نانوکامپوزیت شدند که دارای نانومواد با خواص مکانیکی استثنایی است. آنها دریافته‌اند که ذرات سیلیکای بیضی شکل که به فیبرهای پروتئینی چسبیده است، عامل چسبندگی این کامپوزیت است.
تصاویر SEM الیاف قبل، در حین و بعد از واکنش با سیلیکا
ذرات سیلیکای موجود در این کامپوزیت قطری در حدود ۰٫۵ تا ۲ میکرون دارند، در حالی که در حالت طبیعی قطر آنها در محدوده وسیع‌تری – تقریباً بین ۰٫۵ تا ۱۰ میکرون – متغیر است. طبق نظر کاپلان ، این توانایی در کنترل ذرات سیلیکا می‌تواند در مصارف صنعتی و زیست‌پزشکی، و همچنین در ساخت کامپوزیت‌های جدید مورد استفاده واقع شود. برای مثال مواد زیستی جدید برای ساخت استخوان‌های مصنوعی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
محققان معتقدند روش جدید آنها اجازه ساخت محصولاتی را می‌دهد که با استفاده از روش‌های متداول، رسیدن به آنها دشوار بوده است. این تیم تحقیقاتی درصدد کنترل مورفولوژی سیلیکا هستند تا با بهبود آن خواص مکانیکی آن را بهبود ببخشند.
