Selyem
Élőlények százai állítanak elő selymet. Többek között hangyák, darazsak, méhek, kagylók, pókok és a kínai selyemhernyó. Kifinomult műszereink segítségével nano-léptékben lehet analizálni az előállított selyem szerkezetét. A kutatók kezdik felismerni, hogy a természetes polimerek kiválthatnak néhány szintetikus versenytársat, sőt néhány fémet is, mint pl. a titánt. Ha meg tudjuk tanulni, hogyan hozzunk létre biokompatibilis polimereket a többi élőlényhez hasonlóan ez lehetőségek új világát nyitja meg.
Fritz Vollrath az Oxfordi egyetem professzora évtizedeket töltött a selyem kutatásával és vizsgálatával és főként az arany selyemhálót szövő pók (Nephila clavipes) nyűgözte le. A pók hálójának különleges megjelenése a fonal nano-struktúrájának geometriájában rejlik. Vollrath a geometriát annak a meghatározására alkalmazta, hogy a kristályos szerkezetű pókfonal hogyan hoz létre különböző szilárdságú struktúrákat, amelyek gyakran felülmúlják a fémeket és a műanyagokat. Csupán az által, hogy szövés közben a potrohának a nyomását és a páratartalmát változtatja, hétféle különböző fonal előállítására alkalmas. A Nephila clavipes hálója a húzószilárdságot és a változó körülményekhez igazodó sokoldalúságot illetően felülmúlja sok más pókét. A pókselyem kivételes ellenálló képessége abból adódik, hogy képződése során a fonalat felépítő fehérjemolekulák szabályosan rendeződnek össze. Ez a folyamat nagymértékben függ attól, hogy a fehérje kialakulásához vezető kémiai reakció közben a vízkilépés mennyire tökéletes, melyet a pók a potrohában lévő nyomás változtatásával szabályoz. A pókok képesek újrahasznosítani a hálójukat, vagy átalakítani azt az új kívánalmaknak megfelelően. A háló megújítandó részét egyszerűen megeszik, és az emésztés során a fehérjéket azok alkotóelemeire, aminosavakra bontják. Ez modellezi az egyik legjobb, a polimerek lebontására valaha is kigondolt újrahasznosítási folyamatot.
 |
 |
Vollrath professzor és oxfordi munkatársai az aminosavakat, mint építőelemeket felhasználva leképezték a pók selyemfonal-készítési módszerét, és az egy olyan selyemszál lett, melynek tulajdonságai megegyeznek azokkal, ami a pókfonalat egyedivé teszi. A professzor elkötelezettje a megújuló forrásokból előállítható biokompatibilis polimerek szisztematikus kutatásának és állítja, hogy ezen polimerek jobbak és olcsóbbak lehetnek, mint a kőolaj-alapú versenytársaik, vagy a drága fémötvözetek.
A selyem egyéb felhasználási területei:
A selyemhernyó váladékából font természetes polimerből készült selyem az emberi kultúra egyik legendás terméke, amely hosszú időn át a textil és ruhaipar természetes alapanyaga volt.
A selyemfonalat világszerte régóta használják varratcérnaként bonyolult sebészeti és szemészeti beavatkozásoknál. Finom szálai és húzószilárdsága teszi alkalmassá erre a célra, könnyen csomózható és nehezen bomlik szét. Fehérje összetétele miatt az emberi szervezet is képes lebontani, így nem szükséges sebészetileg eltávolítani.
Videó: