Grafént itattak a pókokkal, és meglett az eredménye: Pókembert is elbírná a high-tech pókfonál

„Az ízeltlábúak bizonyos ásványi anyagokat beépítenek saját szöveteikbe, növelve a fehérjemátrixok szerkezeti szilárdságát. Mi azt vizsgáltuk, hogy a pókok vajon felhasználják-e fonalaikhoz a nekik felkínált mesterséges nanoanyagokat” – írta le kísérleteinek léneyegét a Qubitnek Nicola Pugno, a Trentói Egyetem mechanika tanszékének professzora. A több EU-s nanotechnológiai kutatást is vezető olasz mérnök és kutatócsoportja a biokompozitokban rejlő lehetőségeket kutatja. Augusztus végén publikált tanulmányukban azt állítják, hogy az 1,5 gigapascal (GPa) szakítószilárdságú pókfonalat sikerült feltúrbózniuk az 5,4-es értékre. (A hidak, rádiótornyok stabilizálására is használt acélhuzalok mérőszáma 4 GPa.) 

A trentói kísérletben grafént és szén nanocsöveket adagoltak a pókok innivalójába. Az ízeltlábúak pedig, ahogy a természetben az ásványi anyagokat, a mesterséges hozzávalókat is beépítették a fonalaikba. Az így előállított  bionikus kompozit a golyóálló mellényeknél is használatos kevlárhoz hasonlítható tulajdonságokkal bír, bár annak szerkezeti szilárdságát nem éri el. 

Grafénmodell és...Fotó: Wikipedia
...szén nanocső-típusokFotó: Wikipedia

A bionikus pókfonalak előállítása Pugno szerint csak a kezdet. Munkatársaival évek óta azt vizsgálják, miben térnek el egymástól az ízeltlábúak különféle célokra szőtt szálai. „A zsákmányfogó háló fonalai más szálszerkezetűek, mint a tojásokat védő, temperálásra is képes fészekéé. A szálak struktúrája a rögzítési pontok, a megtartandó teher tömege, a feszítettség mértéke és még egy sor más változó függvényében” – magyarázza Pugno, aki szerint rengeteg tanulnivalója lehet a mérnököknek a pókoktól. 

A pókok mellett a selyemlepkék a kulcsszereplői az efféle bionikus anyagkísérleteknek. Az észak-olaszországi egyetem kutatócsoprtja is tagja például a SILKE néven futó tudományos projektnek, amely grafénnel fűszerezi a selyemlepke hernyóinak hagyományosan eperfalevélből álló táplálékát. A cél a pókfonáltól alig valamivel gyengébb hernyóselyem megerősítése. A Marco Polo óta Itáliában is tenyésztett selyemhernyó őshazájában, Kínában is előrehaladott anyagtudományi kísérleteket folytatnak. 

Az Amerikai Kémiai Társaság folyóiratában tavaly megjelent, a pekingi Csinghua Egyetem nano- és mikromechanikai tanszékének kutatói által jegyzett közlemény arról számolt be, hogy az eperlevél-takarmányra fecskendezett – grafént és szén nanocsövek elegyét tartalmazó – permet elegendő ahhoz, hogy a lepkévé válás előtt a hernyók bionikus kompozitszálakból készítsenek maguknak gubót.