Jak wiadomo, nić pajęcza jest materiałem niezwykle wytrzymałym. A nić pajęcza potraktowana jonami metalu jest trzy razy bardziej wytrzymała, niż zwykła pajęczyna. Wyobraźmy sobie, że windy w drapaczach chmur zawieszone są na włóknie wyprodukowanym przez pająka, a wzmocnionym przez naukowców atomami metalu. Byłoby to idealne rozwiązanie. Współczesne stalowe liny w takich windach muszą bowiem wytrzymać nie tylko ciężar kabiny, lecz również ciężar samych siebie. A im wyższe stają się wieżowce, tym grubsze — i cięższe — muszą być liny. Dlatego nie bez znaczenia staje się w tym kontekście najnowsze odkrycie. Materiał tak wytrzymały na rozciąganie, jak nić pajęcza wzmocniona atomami metalu, mógłby wywołać rewolucję nie tylko w budownictwie.

Mato Knez, naukowiec kierujący grupą badawczą, podkreśla, że udoskonalone włókno jest dwa razy odporniejsze na rozciąganie, niż włókno naturalne. Ponieważ materiał ten jest odporny również na silne szarpnięcia, sprawdzi się w charakterze lin dla alpinistów, znajdzie zastosowanie również w budowie samolotów i samochodów, a nawet w badaniach kosmicznych, a więc wszędzie tam, gdzie używane są lekkie, mocne i elastyczne materiały. Opracowana przez naukowców metoda pozwoli również na wzmacnianie innych włókien naturalnych, pod warunkiem, że w ich składzie zawarte są białka, takie jak na przykład kolagen.

Naukowcy zauważyli, że nić pajęczą i inne włókna proteinowe wzmocnić można przez wprowadzenie do ich środka jonów metalu. Aby to osiągnąć, badacze musieli zmodyfikować metodę nakładania atomów warstwa po warstwie, zwaną Atomic Layer Deposition (ALD). Metoda ta służy do pokrywania włókien warstwami metalu. Ponieważ jednak naukowcy chcieli wprowadzić jony metali do wnętrza włókna, niezbędne było dokonanie niewielkich modyfikacji w aparaturze technicznej. Następnie za pomocą elektronowego mikroskopu transmisyjnego naukowcy przekonali się, że atomy metalu przeniknęły do wnętrza pajęczego włókna.

Pomimo tego, że naukowcom nie udało się znaleźć odpowiedzi na pytanie, dlaczego metal wzmacnia włókna proteinowe, istnieją pewne podejrzenia. Atomy metalu łączą ze sobą cząsteczki protein. Zazwyczaj wiązania pomiędzy cząsteczkami tworzą atomy wodoru, lecz wiązania te są o wiele słabsze, niż wiązania tworzone przez atomy metalu. Taka teoria tłumaczyłaby więc, dlaczego nić wzbogacona o atomy metalu wytrzymuje więcej, niż nić naturalna. 

Pomimo tego, że włókna pajęcze wzbogacone o atomy metalu, mają o wiele lepsze właściwości, naukowcy nie mają wątpliwości, że trudno będzie wykorzystywać je w praktyce. Pająki produkują swoją nić dość wolno i trudno je będzie zmusić do pracy „na akord”. Jednak taka technologia przyda się z pewnością do wzmacniania materiałów sztucznych, imitujących naturalne włókna. JSL

źródło: www.mpg.de