فناوری جدید دانشگاه تافتز می‌تواند کاربر خود را با پرتاب تارهای قوی که به اشیا می‌چسبد به مرد عنکبوتی تبدیل کند.
هر بچه‌ای که یک کمیک مرد عنکبوتی خوانده یا فیلم را دیده است، احتمالاً سعی کرده است تصور کند شلیک تار از مچ دست، پرواز بر فراز خیابان‌ها و شناسایی افراد شرور چگونه خواهد بود، اما محققان دانشگاه تافتز این صحنه‌های خیالی را جدی گرفته‌اند. اولین فناوری ریخته گری تحت وب را اختراع کرد که در آن یک ماده مایع را می توان از سوزن خارج کرد، بلافاصله یک نخ جامد تشکیل داد، به اشیا چسبیده و آنها را بلند کرد.
به گزارش وب سایت رسمی دانشگاه تافتس، این الیاف چسبنده که در Silklab دانشگاه تافتس ساخته شده اند، از پیله های کرم ابریشم که در محلول جوشانده شده و به پروتئین های ساختمانی به نام فیبروئین تجزیه شده اند، به دست می آیند. محلول فیبروئین ابریشم را می توان از طریق سوزن های باریک عبور داد تا جریانی ایجاد شود که با افزودنی های مناسب در معرض هوا به الیاف تبدیل می شود.
اگرچه این گروه تحقیقاتی پیشرفت چشمگیری در کار با مواد مبتنی بر ابریشم داشته اند، اما هنوز نتوانسته اند سلطه عنکبوت ها را تقلید کنند. عنکبوت می تواند سفتی، کشش و چسبندگی تارهای ریخته گری را کنترل کند.
این پیشرفت کاملاً تصادفی به دست آمد. مارکو لو پرستی، دانشیار دانشگاه تافتس می گوید: «من روی پروژه ای کار می کردم که در آن چسب های بسیار قوی با استفاده از فیبروئین ابریشم می ساختم. یک روز هنگام تمیز کردن ظروف شیشه ای خود با استون متوجه شدم که ماده ای شبیه به تار عنکبوت در ته لیوان تشکیل شده است.
این کشف غم انگیز بر چندین چالش مهندسی برای بازتولید تار عنکبوت غلبه کرد. محلول های فیبروئین ابریشم می توانند به آرامی در طی چند ساعت در معرض حلال های آلی مانند اتانول یا استون یک هیدروژل نیمه جامد تشکیل دهند، اما وجود دوپامین که در تولید چسب ها استفاده می شود، فرآیند انجماد را تقریباً آنی می کند. هنگامی که محلول شستشو به سرعت با حلال آلی مخلوط می شود، محلول ابریشم به سرعت الیاف هایی با مقاومت کششی و چسبندگی بالا را تشکیل می دهد.
سپس محققان دوپامین را به محلول فیبروئین ابریشم اضافه کردند که به نظر می رسید با دفع آب از ابریشم، انتقال مایع به جامد را تسریع می بخشد. هنگامی که محلول از سوزن خارج می شود، جریان نازکی از آن با لایه ای از استون قطع می شود و باعث جامد شدن آن می شود. استون در هوا تبخیر می شود و قطران را به هر چیزی که با آن در تماس است متصل می کند. محققان محلول فیبروئین-دوپامین ابریشم را با کیتوزان مشتق شده از اسکلت بیرونی حشرات تقویت کردند که به الیاف تا 200 برابر استحکام کششی بیشتری داد و سپس یک بافر بورات اضافه کردند که چسبندگی را حدود 18 برابر افزایش داد. قطر الیاف بسته به سوراخ سوزن می تواند از قطر موی انسان تا حدود نیم میلی متر متغیر باشد.
فیورنزو اومنتو، استاد مهندسی دانشگاه تافتس و مدیر SilkLab، گفت: ما به عنوان دانشمندان و مهندسان، خط بین تخیل و آزمایش را طی می کنیم. اینجاست که جادو اتفاق می افتد. ما می توانیم از طبیعت الهام بگیریم. ما می توانیم از کمیک ها و داستان های علمی تخیلی الهام بگیریم. در این مورد، ما می‌خواستیم مواد ابریشمی خود را طوری طراحی کنیم که رفتاری را داشته باشد که طبیعت در ابتدا آن را طراحی کرده بود و نویسندگان کتاب‌های مصور آن را به تصویر می‌کشیدند.
ایسنا
