Bárki lehet Pókember? A kutatók már tesztelik a technológiát

Egy kis mennyiségű, nem túl vastag, folyékony selyemszál gyorsan megkeményedik ragacsos, erős rosttá, amely saját tömegénél nyolcvanszor nehezebb tárgyakat is képes megemelni és mozgatni. Ismerősen hangzik, ugye? A Pókember-képregények és -filmek rajongói egyből felkaphatták a fejüket, hogy kedvencük legújabb kalandjairól lesz szó, azonban a helyzet ennél sokkal érdekesebb. Egy kutatócsoport ugyanis arra jött rá, hogy ez a technológia a valóságban is megvalósítható.

Az Advanced Functional Material című szaklapban megjelent tanulmányukban arról írnak, hogy az újonnan létrehozott hálószerű anyag sokakat boldoggá tesz majd, akik gyerekként (vagy felnőttként) képregényeket olvastak. Bár még nem tart ott a Pókember által inspirált technológia, hogy széles körben elterjedhessen, de a szerzők szerint ez a lépés már nincs is túl messze.

Az inspiráció és a véletlen találkozása

A New Atlas által szemlézett tanulmányban a Tufts Egyetem Silklab kutatócsoportja, amelynek célja a természetes anyagok élő anyagokként való újragondolása, megalkotta az első olyan pókháló-technológiát, amelyben egy tűből kilőtt folyékony anyag szinte azonnal megszilárdul, és elég erőssé válik ahhoz, hogy megtapadjon, majd megemeljen tárgyakat.

„Tudósként és mérnökként a képzelet és a gyakorlat közötti határon lavírozunk. Nemcsak a természetből inspirálódhatunk, hanem akár a képregényekből és sci-fikből is. Jelen esetben úgy akartuk visszafejteni a selyemanyagunkat, hogy az úgy viselkedjen, ahogyan a természet eredetileg megtervezte, és ahogyan a képregényírók elképzelték” – fejtette ki Fiorenzo Omenetto, a Tufts mérnöki karának professzora, a Silklab igazgatója és a tanulmány társszerzője.

A kutatók által létrehozott ragacsos szálak a selyemlepke gubójából származnak, amelyeket oldatban forralva bontanak szét a fibroin fehérje építőköveire. Az oldatot ezután szűk furatú tűkön keresztül ki lehet lőni, majd a megfelelő adalékanyagoktól megszilárdul, amikor a levegővel érintkezik.

Hogy miért a lepkére és nem a pókra esett a választás? A szerzők szerint a selyemlepke (Bombyx mori) selyme hasonló tulajdonságokkal rendelkezik, mint a pókok selyme, azonban kevésbé bonyolult szerkezetű, és könnyebben beszerezhető nyersanyag.

Ahogy az ismert történetben Peter Parker is véletlenül tett szert erre a képességre, úgy a kutatók is teljesen véletlenül jöttek rá arra, hogy miként lehet lemásolni azt, amit a pókok által szőtt hálószálad a természetben elérnek, vagyis a kellő merevséget, rugalmasságot és tapadási tulajdonságokat.

„Egy olyan projekten dolgoztam, melynek során rendkívül erős ragasztót készítettem selyemfibroin felhasználásával, és miközben acetonnal tisztítottam az üvegedényeimet, észrevettem, hogy az üveg alján egy hálószerű anyag képződik” – mesélte Marco Lo Presti, a Tufts kutatóasszisztens professzora és a tanulmány vezető szerzője.

A kutatócsoport a véletlen felfedezést követően kezdte el vizsgálni a jelenséget. Megállapították, hogy ha szerves oldószerekkel, például etanollal vagy acetonnal érintkezik, a selyemfibroin oldat egy félig szilárd gél képez, de ez a folyamat órákig is eltart. Ha azonban dopamint adnak hozzá, szinte azonnal megszilárdul. Ezt felismerve a töltőanyagok hozzáadásával ragadós, nyújtható, nagy szakítószilárdságú hidrogélszálakat hoztak létre.

Még nem lehet bárkiből Pókember

A tesztek során ezek a selyemszálat saját súlyuk több mint nyolcvanszorosát voltak képesek felemelni. A kutatók sikeresen felemeltek egy gubót, egy acélcsavart, egy vízben úszó laboratóriumi csövet, egy félig homokba temetett szikét és egy fadarabot is, csaknem 12 centiméter távolságból.

A kutatók a Pókember által inspirált technológiának számos alkalmazási lehetőséget látják. Bár valószínűleg jó ideig még nem fogunk házról házra ugrálva közlekedni ezzel a megoldással, de többek között a szövettechnológiában, a gyógyszeradagolásban, a bioanyagok és a ragasztók területén pár éven belül már nagy segítségünkre lehet. Ugyan a kutatók egyelőre nem érték el a természetes pókselyem erősségét, amely körülbelül ezerszer erősebb, a cél az, hogy továbbfejlesszék a kilőhető és megszilárduló ragadós anyagokat.