В издании Journal of Visualized Experiments опубликованы данные интересных экспериментов по производству синтетического паучьего шелка. Новая технология производства, использующая бактерий и специальные механические устройства, открывает широкие возможности промышленного изготовления данного перспективного материала как в мирной, так и военной областях.
Благодаря интересным механическим свойствам, синтетический паучий шелк можно использовать в самых различных областях. Так, в сравнении с кевларом он прочнее, легче и обладает меньшей плотностью. Это означает, что из паучьего шелка можно делать более легкие и надежные бронежилеты. Если ученые научатся воспроизводить механические свойства натуральной паутины, новый материал во многих областях заменит не только кевлар, но и углеволокно и даже сталь. Также его можно будет применить и в медицине – для зашивания хирургических разрезов.
Новая технология производства синтетического шелка разбита на несколько этапов. Сначала сырье для шелка производят специальные трансгенные бактерии. Этот этап хорошо освоен, но изготовление длинных волокон, нужных промышленности, до сих пор является сложной задачей. Ученые пытались использовать методики сухого, влажного прядения, а также электропрядения, но все эти способы слишком сложны и несовершенны.
Новая технология во многом копирует естественный "прядильный аппарат" паука. Гель-сырье, произведенный модифицированными бактериями E. Coli, в несколько этапов превращают в сухой белковый порошок. Затем в порошок добавляют гексафторизопропанол и шприцевым насосом выдавливают волокна, которые наматываются на катушку с клейкой лентой (для предотвращения скольжения и слипания волокон). На этом этапе молекулы шелка растягиваются с помощью механического привода, что увеличивает прочность волокна.
Новая технология исключает человека из производственного процесса и позволяет производить синтетическое волокно практически идентичное натуральному паучьему шелку.