Как подробно описано в исследовании, опубликованном в журнале Advanced Functional Materials, ученые разработали специальную жидкость, которая при выталкивании из иглы моментально застывает в нить, цепляющуюся к предметам. Получившаяся «паутина» достаточно прочная — и липкая — чтобы поднимать вещи.
И хотя пауки остаются мастерами в плетении паутины, это устройство может делать то, на что не способны большинство арахнидов, — стрелять паутиной, заявляет автор исследования Марко Ло Прести.
Читайте по теме:
Джеймс Кэмерон вошел в совет директоров Stability AI
В Техасе появится первый в мире отель, напечатанный на 3D-принтере
«Мы показываем, как стрелять волокном из устройства, прикрепиться к объекту и поднять его на расстоянии, — рассказывает Ло Прести, ученый, специализирующийся в биомедицинской инженерии в Университете Тафтса. — Вместо того чтобы назвать эту работу биотехнологиями, можно смело сказать, что это материал, вдохновленный супергероями».
Пораскинув мозгами
Новое волокно в основном состоит из фиброина — это белковый строительный блок, полученный в результате кипячения шелка из коконов тутового шелкопряда. Фиброин сам по себе может формировать тягучий клей, но для того чтобы понять, как заставить его затвердевать в воздухе, ученым понадобился счастливый случай.
«Я работал над проектом по изготовлению чрезвычайно сильных адгезивных веществ на основе фиброина. Когда я чистил ацетоном стеклянную лабораторную посуду, я заметил, что на дне сформировался материал, похожий на паутину», — вспоминает Ло Прести.
Ученый понял, что комбинация ацетона и дофамина — да, это тот самый «гормон удовольствия», который вырабатывается в мозге — ускоряет затвердение, и вместо нескольких часов оно происходит практически мгновенно.
Дофамин изначально клейкий, но по-видимому, благодаря ему процесс идет еще быстрее, поскольку гормон извлекает воду из шелкового фиброина, пока ацетон испаряется.
Связанные одной нитью
Это решило проблему с выстреливанием паутиной. Чтобы укрепить нить, ученые добавили хитозан — полисахарид, получаемый из хитина, который формирует экзоскелеты насекомых. В состав также добавили борат-ионы, чтобы сделать материал еще более липким.
Благодаря всем этим усовершенствованиям волокно может поднимать объекты, более чем в 80 раз превышающие его вес, на расстоянии примерно 13 см. Так, устройство для метания паутины успешно вытаскивает металлический скальпель из чашки Петри с песком — обхватив его потоком похожей на сопли жижи, которая быстро затвердевает.
Читайте по теме:
Космический стартап хочет доставлять дневной свет в любое время суток
Город будущего: утопия или мираж?
Это не так элегантно, как сделал бы паук, и настоящая паутина по-прежнему примерно в 1 тыс. раз крепче искусственного материала. И всё же, пусть ученым и далеко до природных гениев шелка, имитация супергеройского трюка — это не пустяковое дело.
«Нас может вдохновлять природа, комиксы и научная фантастика, — говорит соавтор Фиоренцо Оменетто, директор шелковой лаборатории в Университете Тафтса. — В этом случае мы хотели создать такой материал, чтобы он вел себя и как это задумывалось в природе, и как это представляли авторы комиксов».
Фото на обложке: Kathy Hutchins / Shutterstock
