Наука

Гусениці шовкопряда допоможуть вченим отримати надміцну нитка

Метелик тутового шовкопряда була одомашнена в Стародавньому Китаї близько 5 або навіть 7 тисяч років тому. Зроблено це було з-за їх гусениць, з допомогою яких люди отримували шовк — найціннішу з усіх тканин. Виробництво шовку було найприбутковішою галуззю економіки Китаю в епоху Середньовіччя. І Великий шовковий шлях багато в чому зобов'язаний своєю появою цієї дивовижної метелику.

Гусениця шовковичного шовкопряда, або, як її ще називають, шовковичний черв'як, сидить на монодієти і харчується виключно листям тутового дерева або шовковиці. Ця непоказна гусениця досить швидко зростає і вже через 30 днів готова до наступної стадії розвитку — до обертання в лялечку. Для того, щоб перетворитися на метелика, кожна гусениця плете для себе кокон з найтоншої шовкової нитки, як правило, 500-900 метрової довжини. Особливо великі і старанні екземпляри здатні сплести кокон з 1500-метровій нитки. А людям залишається тільки розвинути цю нитку і використовувати для виробництва тканини. Завдяки трикутного перетину шовкова нитка має здатність заломлювати сонячне світло. Тому шовкова тканина блищить і переливається, а також володіє підвищеною міцністю.

Китайські вчені вирішили внести різноманітність в цю тисячолітню технологію. Вони припустили, що якщо в харчування гусениць додати нове корисне речовина, то воно буде і у складі виробленої ними нитки. І вони не помилилися! У якості «покращувача» був обраний графен, або вуглецеві наночастинки. Його називають матеріалом майбутнього, і перспективи його використання пов'язані з такими галузями як електроніка, енергетика та медицина. Для експерименту був використаний розчин, що містить 0,2% графена. Цією речовиною регулярно обприскували листя шовковичного дерева, яким харчуються гусениці. Після того, як шовковичний черв'як обернувся в лялечку, вчені взялися за витяг нитки. Як і припускали дослідники, нова нитка мала у своєму складі вуглецеві наночастинки і придбала кращі властивості: вона стала більш стійкою до механічного розриву, а також більш еластичною. Тканина, виготовлена з графенової шовкової нитки, стала в два рази міцніше, ніж її класичний аналог. Вдосконалене полотно демонструє ще одну цікаву особливість: після нагріву до 1050 градусів графенову шовкова тканина придбала електропровідність. Це нове властивість відкриває широкі перспективи в області біомеханіки і медицини. Планується використовувати інноваційний матеріал для виробництва спортивного одягу, а також для виготовлення біорозкладаних медичних імплантів. Цілком імовірно, що, надихнувшись вдалим експериментом, дослідники захочуть додати в шовкову нитку ще яке-небудь корисне речовина.

Дивитися ще подорожі та поради