Пересборка сделала нить тутовых шелкопрядов прочнее в полтора раза

Если натуральную нить тутового шелкопряда «разобрать» на микроскопические волокна, а затем «собрать» заново, полученная нить будет в полтора раза прочнее, чем исходная, выяснили ученые из Массачусетского технологического института и Университета Тафтса. Статья опубликована в журнале Nature Communications.

Шелковая нить, создаваемая пауками и тутовыми шелкопрядами, привлекает ученых своей прочностью и необычными свойствами. Например, известно, что из-за наматывания на капли клейкой жидкости, паучья нить сохраняет натяжение не только при растяжении, но и при сжатии. Поскольку в природе этот материал образуется только в виде нити, разработаны методы ее «разбора» на более мелкие составные части, и сборки в другие формы, например, пленки.

Ученые доработали этот относительно простой способ, позволяющий перерабатывать нить тутового шелкопряда Bombyx mori и смогли таким образом сделать ее прочнее. Для этого они частично растворили ее в гексафтор-2-пропаноле, в результате чего она распалась на отдельные фрагменты длиной в сотни и тысячи микрометров и диаметром 5-10 микрометров. Таким образом они получили вязкую смесь с текстурой, похожей на образуемую шелкопрядами.

Эта смесь течет подобно жидкости, но все же частично сохраняет ориентацию частиц подобно кристаллам. Ученые использовали это свойство для создания искусственных нитей с помощью простого шприца, вытягивая из него нить, из которой затем испарялся растворитель. Они смогли получить нити длиной до нескольких десятков метров. Исследовав полученную нить с помощью инфракрасной спектроскопии с фурье-преобразованием, они выяснили, что больша́я часть нити состоит из β-листов, которые соединяют несколько микроволокон, а ее доля примерно соответствует таковой в натуральной нити. Механические испытания нити показали, что она имеет модуль Юнга 11 ± 4 гигапаскалей, тогда как у натуральной нити шелкопряда B. mori он составляет около 7 гигапаскалей.

В 2015 году ученые выяснили, что в отличие от натурального шелкового фиброина, искусственный фиброин не склонен к самосборке. А в 2017 году химики создали искусственный аналог нити паутины, который на 90 процентов состоит из нановолокон целлюлозы и на 10 процентов из паучьего белка.

Григорий Копиев

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Наукой наружу

Финалисты фотоконкурса Science Exposed — 2022

Канадский совет по естественнонаучным и техническим исследованиям (NSERC) каждый год просит ученых присылать на конкурс Science Exposed фотографии, которые отражают суть их исследований. Мы выбрали лучшие работы из списка финалистов этого года. Большинство из них показывают микромир: красоту живых клеток, костей, кристаллов или наноструктур. Победитель конкурса еще не определен, смотрите на снимки и голосуйте за лучшие.