211service.com
Przędzenie syntetycznego jedwabiu pająka
Naukowcy zajmujący się materiałami spędzili dziesięciolecia próbując naśladować jedwab pajęczy. Niektóre z tych jedwabi są nie tylko mocniejsze niż stal, ale mają też kombinację właściwości, których nie można znaleźć we włóknach syntetycznych, takich jak kevlar używany do produkcji kamizelek kuloodpornych lub poliester na bazie ropy naftowej, który można znaleźć w ubraniach.
U góry: Dan Widmaier
Na dole: David Breslauer
Ale chociaż kilka firm wyprodukowało sztuczny jedwab do zastosowań na małą skalę, nie może on być szeroko stosowany do tworzenia nowych rodzajów twardych, trwałych, lekkich i wolnych od ropy naftowej materiałów, chyba że można go wytwarzać w bardzo dużych ilościach. Startup o nazwie Bolt Threads z Emeryville w Kalifornii mógł znaleźć sposób.
Dwóch jej założycieli to Dan Widmaier i David Breslauer, którzy pracowali nad tym problemem, odkąd byli studentami Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco i UC Berkeley w 2007 roku. Wykorzystują techniki biologii syntetycznej do inżynierii białek, które mogą być przędzione we włókna o właściwościach, które mogą zmieniać w zależności od potrzeb klientów.
Ta wszechstronność jest kluczowa. Podczas gdy włókna syntetyczne wykonane z ropy naftowej wydają się być dobre w jednym, jedwab można przeprojektować, aby pasował do różnych zastosowań. Robią to same pająki, dostrajając swój jedwab, aby stworzyć mocne rozpórki strukturalne dla swoich sieci, lepkie miejsca do chwytania zdobyczy i twardą linkę, na której można się zawiesić.
W firmie Bolt Threads genetycznie modyfikowane drożdże warzą białka jedwabiu, które można przędzić we włókna. Właściwości tych włókien można zmienić, modyfikując stężenie białka oraz temperaturę, napięcie i inne aspekty procesu przędzenia.
1. Wewnątrz tego zbiornika fermentacyjnego genetycznie zmodyfikowane drożdże wytwarzają białka pajęczego jedwabiu.
2. Drożdże żywią się słodkimi surowcami, takimi jak dekstroza.
3. W fermentorze na skalę badawczą w szklanej zlewce testowane są różne warunki wzrostu lub białka.
4-5. Ostatecznym celem firmy Bolt jest wytwarzanie włókien zgodnych ze specyfikacjami klientów. Pierwszym krokiem jest zaprojektowanie nowego białka jedwabiu i inżynieria drożdży, które mogą je wytwarzać, jak te eksperymentalne drożdże w inkubatorze i na szalkach Petriego.
6. Oczyszczone białka pajęczego jedwabiu są gotowe do przerobienia na włókna.
7. Część aparatury do wytwarzania włókien. Podczas procesu przędzenia włókna są wytłaczane z roztworu białka, przepuszczane przez kąpiele i suszone.
8. Ta maszyna służy do testowania wytrzymałości mechanicznej włókien eksperymentalnych.
9. Po przędzeniu i obróbce włókna jedwabiu są nawijane na szpulę.
10. Breslauer trzyma nici sztucznego jedwabiu pajęczego, gotowe do wplecenia w tekstylia.
Firma twierdzi, że jej pierwsze produkty trafią do odzieży konsumenckiej w 2016 roku. Jej włókna, które są znacznie cieńsze niż materiały naturalne, takie jak bawełna i mocniejsze niż nylon, mogą nadać ubraniom najlepsze właściwości zarówno włókien naturalnych, jak i sztucznych: byłyby miękkie i lekkie , a jednocześnie wystarczająco trwały, aby można go było wielokrotnie wrzucać do prania. Firma nie precyzuje jednak, jakie właściwości zamierza osiągnąć w swoich wczesnych produktach.
Widmaier i Breslauer twierdzą jednak, że ubrania to dopiero początek – aplikacja, która udowadnia, że firma może produkować na dużą skalę. Jeśli uda nam się osiągnąć taką skalę, mówi Widmaier, możemy zrobić wszystko.