Жилавият, проводим материал може да се използва в носима електроника и медицински импланти, казват изследователите.

произвеждат

Коприната - материалът на лъскавото, бляскаво облекло - също е много здрава. Изследователи в Китай казват, че са измислили гениален начин да направят тези нишки още по-здрави: хранене на буби с графен или едностенни въглеродни нанотръби (Nano Lett. 2016, DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b03597). Усилената коприна, произведена от копринени буби, може да се използва в приложения като по-трайни защитни тъкани, биоразградими медицински импланти и екологична носеща електроника, казват те.

Преди това изследователите са добавили към коприната оцветители, антимикробни агенти, проводими полимери и наночастици, или чрез обработка на предената коприна с добавките, или в някои случаи чрез подаване на добавките директно към червеите. Копринените буби са ларви на молци, които се хранят с черничеви листа и произвеждат своите известни нишки от разтвор на копринен протеин, произведен в слюнчените им жлези.

За да направят коприна, подсилена с въглерод, Yingying Zhang и колеги от университета Tsinghua хранят червеите с черница, напръскани с водни смеси от 0,2% въглеродни или графенови нанотръби. След това те събираха готовите копринени пашкули, както се прави при стандартното производство на коприна. Правенето на обратното - прилагането на наноматериалите към вече предената коприна - ще изисква къпане на наноматериалите в токсични химически разтворители, което прави метода за хранене на ларвите по-опростен, по-директен и екологичен.

За разлика от обикновената коприна, въглеродните коприни са два пъти по-здрави и могат да поемат поне 50% повече стрес, преди да се счупят. Екипът от изследователи нагрява влакната до 1050 ° C, за да карбонизира копринения протеин и след това изучава неговата проводимост и структура. Модифицираната коприна провежда електричество, за разлика от обикновената коприна. Рамановата спектроскопия и изображенията с електронна микроскопия показват, че усилените с въглерод копринени влакна имат по-подредена кристална структура поради добавените наноматериали.

Все пак има въпроси. Един от тях е как точно копринените буби включват наноматериалите в своята коприна. Друго е какъв процент от наноматериалите, консумирани от червеите, отива за коприна, срещу която те се елиминират или метаболизират по друг начин. Въглеродните материали не се виждат в напречните сечения на копринените нишки, може би защото съдържанието на наночастици е ниско, казва Джанг. Отговорът на тези въпроси може да бъде скучна работа за биолозите, добавя той.

Подобна работа е докладвана от полимерния химик Цин Шен от Университета Донгхуа през 2014 г., използвайки 30-нанометрови многостенни въглеродни нанотръби, което също повишава жилавостта на копринените влакна (Mater Sci Eng., C 2014, DOI: 10.1016/j.msec. .041). Но YingYing Zhang казва, че по-малките, с широчина 1-2 nm, едностенни нанотръби, използвани от неговия екип, "са по-подходящи за включване в кристалните структури на копринения протеин".

Тази работа осигурява "лесен начин за производство на високоякостни копринени влакна в голям мащаб", казва ученият по материали Яопенг Джанг, също от университета Донгхуа, който е хранил с копринени буби титанов диоксид наночастици, за да създаде супер коприни, устойчиви на ултравиолетово разграждане. Електрическата проводимост на подсилената с въглени коприна може да я направи подходящ материал за използване от сензори, вградени в интелигентен текстил и способни на неща като четене на нервни сигнали, казва той.