ให้ความรู้เกี่ยวกับแมงมุม

แมงมุมถือครองตลาดสำหรับผ้าไหมที่แข็งแกร่งที่สุด แต่มีความดุร้ายและหวงแหนเกินกว่าจะเพาะเลี้ยงได้ ทางเลือกที่ดีที่สุดลำดับถัดไปคือการรวม DNA ของแมงมุมเข้ากับหนอนไหม ซึ่งเป็นกระบวนการที่มีราคาแพงและยากต่อการปรับขนาด เมื่อวันที่ 6 ตุลาคมในวารสารMatterนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเทียนจินได้แสดงให้เห็นว่าไหมที่ผลิตโดยหนอนไหมตามธรรมชาตินั้นสามารถแข็งแรงกว่าใยแมงมุมถึง 70% ได้อย่างไร โดยการลอกชั้นนอกที่เหนียวออกแล้วปั่นไหมด้วยตนเอง "การค้นพบของเรากลับตรงกันข้ามกับการรับรู้ก่อนหน้านี้ที่ว่าไหมไหมไม่สามารถแข่งขันกับใยแมงมุมในด้านประสิทธิภาพเชิงกล" ผู้เขียนอาวุโส Zhi Lin นักชีวเคมีแห่งมหาวิทยาลัยเทียนจินกล่าว ในอดีต ผ้าไหมของหนอนไหมถูกนำมาใช้ในแฟชั่นโดยเป็นแหล่งของเสื้อคลุมหรูหราและเครื่องแต่งกายที่เหมาะกับราชวงศ์ แต่ปัจจุบันวัสดุที่ทำจากไหมมีแนวโน้มที่จะพบในไบโอเมดิซีนเป็นวัสดุสำหรับเย็บแผลและตาข่ายผ่าตัด นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการทดลองสร้างเนื้อเยื่อใหม่เนื่องจากคุณสมบัติเชิงกล ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ และความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ วิธีทั่วไปในการได้มาซึ่งไหมคือการเลี้ยงไหม อย่างไรก็ตาม ไหมเหล่านี้ไม่ทนทานเท่าและอ่อนกว่าไหมที่แมงมุมปั่น โดยเฉพาะไหมเส้นไหมแมงมุมซึ่งโดยธรรมชาติจะทำงานได้ดีภายใต้แรงตึงสูง Lin กล่าวว่า "เส้นไหม Dragline เป็นใยโครงสร้างหลักของใยแมงมุม นอกจากนี้ยังใช้เป็นเส้นชีวิตเพื่อให้แมงมุมตกลงมาจากต้นไม้" Lin กล่าว ในทางกลับกัน หนอนไหมใช้เส้นไหมที่นุ่มกว่าในการสร้างรังไหมที่มีลักษณะคล้ายสำลีในระหว่างการแปลงร่างเป็นรูปตัวมอด ในขณะที่กลุ่มอื่นๆ รวม DNA จาก สาระน่ารู้เรื่องแมงมุม เพื่อผลิตไหม กลุ่มของ Lin ต้องการใช้หนอนไหมทั่วไป ซึ่งเข้าถึงได้ง่ายกว่าและจัดการได้ง่ายกว่า พวกเขาได้รับแรงบันดาลใจจากการปั่นด้ายเทียมของใยแมงมุมซึ่งเป็นญาติใกล้ชิดกับไหมและได้รับการพิสูจน์แล้วว่าทำได้ดีในกระบวนการปั่นด้าย ใยไหมธรรมชาติประกอบด้วยเส้นใยแกนกลางที่ห่อหุ้มด้วยกาวไหม ซึ่งขัดขวางการปั่นเส้นใยเพื่อการค้า เพื่อแก้ปัญหานี้ นักวิจัยได้ต้มไหมจากหนอนไหมBombyx mori ทั่วไป ในอ่างที่มีสารเคมีที่สามารถละลายกาวนี้และลดการย่อยสลายของโปรตีนไหม จากนั้นเพื่อปรับปรุงเส้นไหมสำหรับการปั่น ทีมวิจัยได้ทำให้เส้นไหมแข็งตัวในอ่างผสมโลหะและน้ำตาล "เนื่องจากไหมของหนอนไหมมีโครงสร้างคล้ายกับไหมแมงมุมในตู้ไข่ ซึ่งก่อนหน้านี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าทำงานได้ดีในอ่างผสมสังกะสีและเหล็ก เราจึงคิดที่จะทดสอบวิธีทางเลือกนี้เพื่อหลีกเลี่ยงสภาวะที่เป็นอันตรายซึ่งนำไปใช้ที่อื่น" Lin กล่าว "ซูโครสซึ่งเป็นน้ำตาลรูปแบบหนึ่ง อาจเพิ่มความหนาแน่นและความหนืดของอ่างจับตัวเป็นก้อน ซึ่งส่งผลต่อการก่อตัวของเส้นใย" เมื่อปั่นและดึงเส้นไหมด้วยตนเอง เส้นไหมจะบางกว่าเส้นไหมดั้งเดิม จนมีขนาดเกือบเท่ากับเส้นไหมแมงมุม เมื่อสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์ Lin อธิบายว่าเส้นใยเหล่านี้ "เรียบและแข็งแรง" ซึ่งบ่งชี้ว่าเส้นใยประดิษฐ์สามารถทนต่อแรงได้ "เราหวังว่าผลงานชิ้นนี้จะเป็นแนวทางในการผลิตผ้าไหมเทียมประสิทธิภาพสูงที่ให้ผลกำไร" Lin กล่าว การสนับสนุนทางการเงินมาจากทุนเริ่มต้นจากมหาวิทยาลัยเทียนจินและมูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติของจีน