Ученые из Университета Тафтса, Имперского колледжа Лондона и Мичиганского университета разработали новую разновидность шелка – невероятно прочный материал, который сохраняет свою биологическую природу. По прочности на разрыв он сопоставим с кевларом, а по своей баллистической стойкости превосходит углеродные композиты. Кроме того, у этого материала обнаружены и другие полезные свойства, которые находятся на стадии изучения.
В традиционной технологии обработки шелка, как и других белковых материалов, его обычно разделяют на отдельные белковые нити, а затем формируют. Однако в данном исследовании ученые применили иной подход – они учли, что шелк по своей природе является композитным материалом. Он имеет твердую и прочную кристаллическую основу, покрытую гибкой амфорной белковой массой. Главная идея заключалась в том, чтобы обрабатывать эти компоненты по отдельности, не разъединяя сам материал.
Шелк начали нагревать, чтобы его внешняя подвижная часть размягчилась и начала соединяться с соседними волокнами. Чтобы усилить это соединение, исследователи применили давление до 9800 атм. При этом внутренняя кристаллическая структура шелка осталась нетронутой, что удалось достичь лишь после множества экспериментов по поиску оптимальной температуры и давления. Теперь плотность спрессованного шелка можно настраивать для достижения необходимых параметров.
Поскольку новый материал не содержит синтетических добавок, его можно применять в медицине без риска отторжения – у пациента возникает лишь незначительная временная иммунная реакция. Из этого сверхпрочного шелка можно изготавливать ортопедические конструкции, крепежи для имплантов и их корпуса. Если изначально создать шелк с меньшей плотностью, со временем клетки смогут проникнуть внутрь, что приведет к разрушению – инородный объект выполнит свою функцию и исчезнет из тела.
