Nó giống hệt như trong truyện tranh: một lượng tơ lỏng nhanh chóng đông lại thành sợi dính, chắc có thể nâng vật nặng hơn gấp 80 lần. Nghe quen không? Các nhà nghiên cứu đã mô tả công nghệ lấy cảm hứng từ Người Nhện trong một nghiên cứu mới.
Một vật liệu giống như mạng nhện mới được tạo ra sẽ khiến nhiều người đọc truyện tranh khi còn nhỏ (hoặc đã trưởng thành) rất vui. Người Nhện chính thức tiến gần hơn một bước đến sự tồn tại trong cuộc sống thực. Chắc chắn, chúng ta vẫn chưa ở giai đoạn đu đưa từ tòa nhà này sang tòa nhà khác, nhưng có vẻ như không còn xa nữa.
Trong một nghiên cứu mới, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Silklab của Đại học Tufts, với mục tiêu là tái hiện lại các vật liệu tự nhiên thành 'vật liệu sống', đã tạo ra công nghệ bắn tơ đầu tiên trong đó vật liệu lỏng được bắn ra từ kim gần như đông cứng ngay lập tức - và đủ mạnh để bám vào và nhặt các vật thể.
Các sợi dính của các nhà nghiên cứu đến từ kén tằm, được phân hủy thành các khối xây dựng protein fibroin bằng cách đun sôi chúng trong dung dịch. Sau đó, dung dịch có thể được phun ra - đùn - qua các kim có lỗ hẹp để tạo thành một luồng, nhờ các chất phụ gia phù hợp, sẽ đông lại khi tiếp xúc với không khí. Tại sao lại là bướm đêm chứ không phải nhện? Vâng, tơ từ loài bướm đêm (Bombyx mori) có các đặc tính tương tự như tơ nhện nhưng ít phức tạp hơn về mặt cấu trúc và nguyên liệu thô cũng dễ kiếm hơn.
Giống như bất kỳ khám phá nào lấy cảm hứng từ truyện tranh hay, các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách sao chép những gì sợi nhện đạt được trong tự nhiên - độ cứng, độ đàn hồi và chất lượng kết dính - một cách khá tình cờ.
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng khi tiếp xúc với các dung môi hữu cơ như etanol hoặc axeton, dung dịch fibroin tơ tạo thành hydrogel bán rắn, nhưng phải mất nhiều giờ. Tuy nhiên, nếu dopamine - vâng, dopamine khiến bạn cảm thấy dễ chịu - được thêm vào, nó sẽ đông lại gần như ngay lập tức. Việc bổ sung chất độn - chitosan hoặc đệm borat - đã tạo ra các sợi hydrogel có độ kết dính, co giãn với độ bền kéo cao.
Khi được thử nghiệm, các sợi 'dây lưới' đùn ra có thể nâng được trọng lượng gấp 80 lần trọng lượng của chính chúng. Các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc nhấc một cái kén, một bu lông thép, một ống nghiệm nổi trên mặt nước, một con dao mổ chôn một nửa trong cát và một khối gỗ từ khoảng cách khoảng 12 cm (4,7 in).
Các nhà nghiên cứu dự đoán một loạt các ứng dụng cho sợi lấy cảm hứng từ Người Nhện, bao gồm kỹ thuật mô, phân phối thuốc, vật liệu sinh học và chất kết dính. Mặc dù chúng không đạt được độ bền của tơ nhện tự nhiên, mạnh hơn khoảng 1.000 lần, nhưng các nhà nghiên cứu đặt mục tiêu tiếp tục cải thiện vật liệu dính của họ.
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Advanced Functional Materials.
Nguồn: NewAtlas
12 Phát minh tuyệt vời cho việc khai thác gỗ
