إنتاج ألياف الحرير مستوحاة من العنكبوت

نجح باحثون في تطوير عملية مبتكرة لإنتاج كمية كبيرة من الشبكات الاصطناعية تحاكي عملية الإنتاج الطبيعي لشبكات العنكبوت / بقلم : يوسي كوهين

يمكن للعناكب أن تخيف الناس، لكن المواد التي تنتجها لغزل شبكاتها تثير اهتمام العديد من العلماء. المواد التي تصنع منها شبكات العنكبوت قوية جدًا، وخفيفة جدًا، وقابلة للتحلل بشكل طبيعي، ويمكن أن تكون مناسبة لعدة تطبيقات: خيوط الخياطة الطبية القابلة للتحلل، وأوتار الكمان، وفي صناعة الإلكترونيات والعلاج الجيني. إن كمية المادة التي ينتجها العنكبوت صغيرة وتكفي لغزل شباكه فقط، لذا لا يمكن استخدامها لإنتاج كميات كبيرة من هذه المادة القيمة.

وفي الآونة الأخيرة، تم تطوير عملية مبتكرة لإنتاج كمية كبيرة من الشبكات الاصطناعية، وتقليد عملية الإنتاج الطبيعية لشبكات العنكبوت، وذلك باستخدام البكتيريا وبروتينات الحرير. وفي عملية الإنتاج الطبيعي، يحتوي مخزون المادة الخام لإنتاج الشبكات، والتي تكون في محلول مائي في غدد العنكبوت، على عدة بروتينات تتصلب أثناء عملية الغزل خارج جسم العنكبوت. يوجد داخل الغدد تدرج حموضة (pH) يؤثر على أجزاء مختلفة من البروتينات، ويضمن إنتاجًا سريعًا ومستمرًا ودقيقًا للشبكات.

واستخدم علماء من جامعة العلوم الزراعية في السويد هذه المعرفة لإنتاج كمية صناعية من بروتين الحرير، عن طريق تكاثر البكتيريا في مجموعات. بروتين الحرير الاصطناعي هذا، وهو المادة الخام للشبكات، قابل للذوبان في الماء مثل البروتين الطبيعي للعنكبوت، وبالتالي يمكن تخزينه بتركيزات عالية في محلول مائي.

وفي الخطوة التالية، استخرج الباحثون بروتين الحرير من البكتيريا وقاموا بتقليد عملية الغزل الطبيعية. لقد ضخوها بحقنة في أنبوب شعري زجاجي، وأثناء تغيير الحموضة بطريقة محكومة (خفض قيمة الرقم الهيدروجيني)، قاموا بإنشاء ألياف صناعية يبلغ قطرها 40 ميكرومترًا وطولها كيلومترًا!

ستسمح هذه العملية المبتكرة في المستقبل بالإنتاج الصناعي لألياف حرير العنكبوت الاصطناعية، والتي يمكن استخدامها في تطبيقات مختلفة.

مصدر الخبر

لمصدر آخر