Каждый ребенок, мечтавший о суперспособностях Человека-паука, теперь может ощутить нечто подобное благодаря технологии, разработанной учеными из Университета Тафтса. Они создали устройство, которое стреляет паутиной, превращая жидкий материал в прочную нить, способную цепляться к предметам и даже поднимать их.

В лаборатории Silklab используют шелк из коконов шелкопряда, чтобы создать этот уникальный материал. Коконы растворяются, выделяя белок фиброин, который, проходя через иглы, застывает на воздухе, превращаясь в тонкие и прочные волокна.

Природа всегда была источником вдохновения для создания таких материалов. Пауки, муравьи, осы и многие другие насекомые производят шелк для своих нужд. Ученые из Silklab переняли этот принцип и расширили его возможности, разработав мощные клеи, датчики, съедобные покрытия и даже материалы для повышения эффективности солнечных панелей.

Источник: Marco Lo Presti, Tufts University.
Жидкий поток раствора шелка застывает в волокно, прилипает к стеклянному лабораторному стакану и поднимает его.

Несмотря на впечатляющий прогресс, исследователи пока не могут полностью повторить контроль пауков над своими нитями — те могут регулировать их жесткость и эластичность. Но одно случайное открытие сдвинуло процесс вперед. Во время экспериментов с шелковым клеем один из исследователей, Марко Ло Прести, заметил, что раствор образует паутиноподобный материал при взаимодействии с ацетоном. Это наблюдение помогло значительно ускорить процесс затвердевания волокна, добавив дофамин — вещество, которое усиливает прочность и липкость материала.

Следующим шагом было создание волокна, которое можно выпускать на расстоянии. Ученые добавили хитозан, производный от экзоскелетов насекомых, чтобы сделать волокна в 200 раз прочнее, а также увеличили их адгезию в 18 раз. В итоге волокна стали способными поднимать предметы, вес которых превышает их собственный в 80 раз.

Хотя натуральный паучий шелк все еще намного прочнее искусственных аналогов, это исследование приближает нас к созданию инновационных материалов с широкими применениями. Ло Прести отмечает:

Пауки не могут стрелять своей паутиной, а мы нашли способ сделать это. Это шаг вперед в создании материалов, вдохновленных супергероями, а не просто природой.

Фиоренцо Оменетто, директор Silklab, добавляет:

Мы черпаем вдохновение не только из природы, но и из комиксов и научной фантастики. Наша задача — научиться использовать шелк так, как это делают пауки, и воплотить фантазии в реальность.