باحثون يطورون حرير عنكبوت صناعي أقوى من الفولاذ
وفقاً لبحث نشر في مجلة “إي سي إس نانو”، تمكن مهندسون من جامعة واشنطن من تصميم بروتينات حرير هجينة أكثر مرونة من حرير العنكبوت.
في عام 2018، قام فوزهونغ زانغ، أستاذ البيولوجيا التركيبية في جامعة واشنطن، بتقسيم الجينات المنتجة للحرير إلى بكتيريا، وإنتاج ألياف مشابهة لحرير العنكبوت.
وقال تشانغ في بيان صحفي: “بعد عملنا السابق، تساءلت عما إذا كان بإمكاننا صنع شيء أفضل من حرير العنكبوت باستخدام منصتنا للبيولوجيا الاصطناعية. لذا عملنا على تعديل تسلسل الأحماض الأمينية لبروتينات حرير العنكبوت لإدخال بعض الخصائص الجديدة، مع الاحتفاظ بالخصائص الأخرى”
وأضاف: “من المكونات الأساسية في حرير العنكبوت، الطبيعي أو الاصطناعي، بلورات بيتا النانوية، وهي جزيئات مجهرية تزيد من المرونة والمتانة. لقد اكتشفت العناكب كيفية غزل الألياف بكمية من البلورات النانوية. ولكن عندما يستخدم البشر عمليات الغزل الاصطناعية، فإن كمية البلورات النانوية في ألياف الحرير الاصطناعية غالبًا ما تكون أقل من نظيرتها الطبيعية.”
للتغلب على هذه العقبة، أدخل المهندسون تسلسلات بروتينية طويلة ذات ميل كبير لتكوين بلورات بيتا نانوية، وهي في الواقع أسهل في الإنتاج في المختبر.
أنتجت البكتيريا بروتين أميلويد بوليمري هجين مع 128 وحدة متكررة، مما أدى إلى ألياف بمتوسط قوة شد نهائية تبلغ حوالي 1000 ميغا باسكال.
وبفضل العدد المتزايد من البلورات النانوية، كان للألياف صلابة متوسطة تبلغ حوالي 161 ميغاجول/ م 3، وهي أعلى من بعض ألياف حرير العنكبوت الطبيعية، وفق ما أوردت صحيفة “ديلي ميل” البريطانية.[ads3]