211service.com
Spining Sintētiskais zirnekļa zīds
Materiālu zinātnieki ir pavadījuši gadu desmitiem, mēģinot atdarināt zirnekļa zīdu. Daži no šiem zīdiem ir ne tikai stiprāki par tēraudu, bet tiem ir arī tādu īpašību kombinācijas, kuras nav sastopamas sintētiskajās šķiedrās, piemēram, kevlarā, ko izmanto ložu necaurlaidīgām vestēm, vai uz naftas bāzes izgatavotajam poliesteram, kas atrodams drēbēs.
Augšā: Dens Vidmaiers
Apakšā: Deivids Breslauers
Taču, lai gan vairāki uzņēmumi ir ražojuši mākslīgo zīdu maza mēroga lietojumiem, to nevar plaši izmantot, lai radītu jaunus izturīgus, izturīgus, vieglus, naftu nesaturošus materiālus, ja vien to nevar izgatavot ļoti lielos apjomos. Jaunuzņēmums ar nosaukumu Bolt Threads Emerivilā, Kalifornijā, varētu būt atradis veidu.
Divi no tās dibinātājiem ir Dens Vidmaiers un Deivids Breslauers, kuri ir strādājuši pie šīs problēmas, kopš 2007. gadā bija Kalifornijas Universitātes Sanfrancisko un UC Berkeley studenti. Viņi izmanto sintētiskās bioloģijas metodes, lai izstrādātu proteīnus, kas var savērptas šķiedrās ar īpašībām, kuras tās var mainīt atkarībā no klientu vajadzībām.
Šai daudzpusībai ir izšķiroša nozīme. Lai gan sintētiskās šķiedras, kas izgatavotas no naftas, mēdz būt labas vienā lietā, zīdu var pārveidot, lai tas būtu piemērots dažādiem lietojumiem. To dara paši zirnekļi, precīzi noregulējot savu zīdu, lai izveidotu spēcīgus strukturālus tīklus, lipīgus plankumus, lai notvertu laupījumu, un stingru auklu, pie kuras pakārt.
Uzņēmumā Bolt Threads ģenētiski modificēts raugs gatavo zīda proteīnus, kurus var savērpt šķiedrās. Šo šķiedru īpašības var mainīt, pielāgojot olbaltumvielu koncentrāciju un temperatūru, spriegumu un citus vērpšanas procesa aspektus.
1. Šajā fermentācijas tvertnē ģenētiski modificēts raugs ražo zirnekļa zīda proteīnus.
2. Raugs barojas ar cukurotām izejvielām, piemēram, šo dekstrozi.
3. Pētījuma mēroga fermentatorā stikla vārglāzē tiek pārbaudīti dažādi augšanas apstākļi vai olbaltumvielas.
4-5. Bolt galvenais mērķis ir izgatavot šķiedras atbilstoši klientu specifikācijām. Pirmais solis ir izstrādāt jaunu zīda proteīnu un inženiertehnisko raugu, kas to var ražot, piemēram, šo eksperimentālo raugu inkubatorā un uz Petri trauciņiem.
6. Attīrīti zirnekļa zīda proteīni ir gatavi šķiedrām.
7. Šķiedru izgatavošanas aparāta daļa. Vērpšanas procesā šķiedras izspiež no proteīna šķīduma, izlaiž cauri vannām un žāvē.
8. Šo mašīnu izmanto, lai pārbaudītu eksperimentālo šķiedru mehānisko izturību.
9. Pēc vērpšanas un apstrādes zīda šķiedras tiek uztītas.
10. Breslauer tur mākslīgā zirnekļa zīda pavedienus, kas ir gatavi aušanai tekstilizstrādājumos.
Uzņēmums apgalvo, ka tā pirmie izstrādājumi patēriņa apģērbā nonāks 2016. gadā. Tā šķiedras, kas ir daudz smalkākas par dabīgiem materiāliem, piemēram, kokvilnu, un stiprākas par neilonu, varētu piešķirt apģērbam labākās gan dabisko, gan mākslīgo šķiedru īpašības: tās būtu mīkstas un vieglas. , kamēr tas ir pietiekami izturīgs, lai to varētu atkārtoti izmest mazgāšanā. Tomēr uzņēmums nenorādīs, kuras īpašības tā vēlas sasniegt savos pirmajos produktos.
Tomēr Vidmaiers un Breslauers saka, ka apģērbs ir tikai sākums — pielietojums, kas pierāda, ka uzņēmums spēj ražot lielos apjomos. Ja mēs varam sasniegt šo mērogu, Vidmaiers saka, mēs varam darīt jebko.