Gdzie natura spotyka się z nauką – pajęczyny z grafenu
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: GRAPHENE FLAGSHIP
Kraje
Austria, Belgia, Bułgaria, Cypr, Czechy, Niemcy, Dania, Estonia, Grecja, Hiszpania, Finlandia, Francja, Chorwacja, Węgry, Irlandia, Włochy, Litwa, Luksemburg, Łotwa, Malta, Niderlandy, Polska, Portugalia, Rumunia, Szwecja, Słowenia, Słowacja, Zjednoczone Królestwo