Nić przędna pająków ma ogromną wytrzymałość na rozciąganie
~1,5 GPa oraz wiązkość
~150 J g–1. Aby sprawdzić, na ile zmieniłyby się te wartości, gdyby pająki połknęły grafen, naukowcy wspierani przez unijną inicjatywę GRAPHENE FLAGSHIP rozpylili roztwór grafenu i nanorurek węglowych (CNT) wokół klatek, w których trzymane były pająki.
Zespół opisał niedawno swoje badania w artykule pt.
„Spider silk reinforced by graphene or carbon nanotubes”, opublikowanym w internetowym czasopiśmie 2D Materials™. Roztwór został połknięty przez pająki i kiedy zebrano pajęczyny, okazało się, że grafen i nanorurki rzeczywiście znalazły się w niciach przędnych. Zespół stwierdził, że mechaniczne własności poprawiły się w stosunku do czystej nici przędnej: wytrzymałość na rozciąganie do ~5,4 GPa, a wiązkość do ~1570 J g–1.
Badaniami kierował prof. Nicola Pugno z włoskiego Uniwersytetu w Trento, który porównał wytrzymałość wzmocnionej nici do tej cechującej zęby skałoczepu albo najmocniejszych włókien węglowych. „To dopiero początek, ale nasze wyniki weryfikują poprawność koncepcji i otwierają drogę do dalszego wykorzystania naturalnie skutecznego procesu przędzenia przez pająki do wytwarzania wzmocnionych nici bionicznych, doskonaląc jeden z najbardziej obiecujących pod względem wytrzymałości materiałów”.
Prócz tego, że cechują się potężną wytrzymałością, nici te są biodegradowalne, co umożliwia nowe zastosowania, jak np. w wyrobach włókienniczych do opatrunków.
Innowacyjność poprzez współpracę
Badania zostały wsparte przez kilka projektów: REPLICA2 (Large-area replication of biological anti-adhesive nanosurfaces), KNOTOUGH (Super-tough knotted fibers) oraz BIHSNAM (Bio-inspired Hierarchical Super Nanomaterials). Grafen jest przedmiotem sporego zainteresowania i innowacji, a unijna inicjatywa
GRAPHENE FLAGSHIP jest kluczowym źródłem finansowania dalszych postępów w tej nowej dziedzinie.
Andrea Ferrari, dyrektor Cambridge Graphene Centre, Science and Technology Officer inicjatywy GRAPHENE FLAGSHIP, oraz Przewodniczący panelu zarządzającego inicjatywą, powiedział w wywiadzie dla
Science Daily: „Interakcja pomiędzy grafenem a powiązanymi materiałami oraz biomateriałami jest kluczem do poszerzenia ich możliwych zastosowań. To jest jeden z wielu przykładów pokazujących potencjał tej dziedziny. Prace te pomagają w projektowaniu nowych kompozytów o ulepszonych właściwościach, czerpiąc inspirację z natury”.
Więcej informacji:
strona projektu REPLICA2 w serwisie CORDISstrona projektu KNOTOUGH w serwisie CORDISstrona projektu BIHSNAM w serwisie CORDISGRAPHENE FLAGSHIP
poleca:
