این فناوری شما را به مرد عنکبوتی تبدیل می‌کند

فناوری جدید “دانشگاه تافتس” می تواند با پرتاب تارهای قوی که به اشیا می چسبد، کاربر خود را به مرد عنکبوتی تبدیل کند.

هر کودکی که کتاب مصور مرد عنکبوتی را خوانده یا فیلم را تماشا کرده است، احتمالاً سعی کرده است تصور کند شلیک تار از مچ، پرواز بر فراز خیابان ها و شناسایی افراد شرور چگونه خواهد بود، اما محققان دانشگاه تافتس) این تصورات خیالی را در نظر گرفتند. صحنه ها را جدی گرفت و اولین فناوری پرتاب تار عنکبوت را اختراع کرد که در آن می توان یک ماده سیال را از سوزن خارج کرد، بلافاصله یک نخ جامد تشکیل داد، به اشیا بچسبد و آنها را بلند کرد.

به گزارش وب سایت رسمی دانشگاه تافتس، این الیاف چسبنده که در آزمایشگاه “سیلکلاب” دانشگاه تافتس اختراع شده اند، از پیله های کرم ابریشم که در محلول جوشانده شده و به پروتئین های ساختاری به نام فیبروئین تجزیه می شوند، به دست آمده اند. محلول فیبروئین ابریشم را می توان از طریق سوزن های باریک عبور داد تا جریانی ایجاد شود که با افزودنی های مناسب در معرض هوا به الیاف تبدیل می شود.

اگرچه این گروه تحقیقاتی پیشرفت چشمگیری در کار با مواد مبتنی بر ابریشم داشته اند، اما هنوز نتوانسته اند سلطه عنکبوت ها را تقلید کنند. عنکبوت می تواند سفتی، کشش و چسبندگی تارهای پرتاب شده را کنترل کند.

این پیشرفت کاملاً تصادفی به دست آمد. مارکو لو پرستی، دانشیار دانشگاه تافتس می گوید: «من روی پروژه ای کار می کردم که در آن چسب های بسیار قوی با استفاده از فیبروئین ابریشم می ساختم. یک روز در حالی که داشتم ظروف شیشه‌ای خود را با استون تمیز می‌کردم، متوجه شدم ماده‌ای شبیه به تار عنکبوت در کف شیشه تشکیل شده است.

این کشف بزرگ بر چندین چالش مهندسی برای تکثیر تار عنکبوت غلبه کرد. محلول های فیبروئین ابریشم می توانند به آرامی به مدت چند ساعت در معرض حلال های آلی مانند اتانول یا استون یک هیدروژل نیمه جامد تشکیل دهند، اما وجود دوپامین که در ساخت چسب ها استفاده می شود، فرآیند انجماد را تقریباً آنی کرد. هنگامی که محلول شستشو به سرعت با حلال آلی مخلوط شد، محلول ابریشم به سرعت الیاف با مقاومت کششی و چسبندگی بالا را تشکیل داد.

در مرحله بعد، محققان دوپامین را به محلول فیبروئین ابریشم اضافه کردند که به نظر می‌رسد با دور کردن آب از ابریشم، انتقال مایع به جامد را تسریع می‌کند. هنگامی که محلول از سوزن خارج می شود، جریان نازکی از آن با لایه ای از استون پراکنده می شود که باعث جامد شدن آن می شود. استون در هوا تبخیر می شود و قطران را به هر چیزی که با آن در تماس است متصل می کند. محققان محلول فیبروئین-دوپامین ابریشم را با کیتوزان به دست آمده از اسکلت بیرونی حشرات تقویت کردند که به الیاف تا ۲۰۰ برابر استحکام کششی بیشتری می بخشد و سپس یک بافر بورات اضافه کردند که چسبندگی را حدود ۱۸ برابر افزایش می دهد. قطر الیاف بسته به سوراخ سوزن می تواند از قطر موی انسان تا حدود نیم میلی متر متغیر باشد.

فیورنزو اومنتو، استاد مهندسی دانشگاه تافتس و مدیر SilkLab، گفت: ما به عنوان دانشمندان و مهندسان، خط بین تخیل و آزمایش را طی می کنیم. اینجاست که جادو اتفاق می افتد. ما می توانیم از طبیعت الهام بگیریم. ما می توانیم از کمیک ها و داستان های علمی تخیلی الهام بگیریم. در این مورد، ما می‌خواستیم مواد ابریشم خود را مهندسی معکوس کنیم تا همانطور که طبیعت آن را طراحی کرده بود و نویسندگان کتاب‌های مصور آن را به تصویر می‌کشید، رفتار کنند.

این تحقیق در مجله “Advanced Functional Materials” منتشر شده است.

منبع: ایسنا