Spinnen produceren supersterke zijde nadat ze zijn ingespoten met grafeen

Onderzoekers uit Italië hebben ontdekt dat wanneer je spinnen injecteert met koolstofnanobuizen of grafeendeeltjes, zij een soort zijde produceren die sterker is dan de zijde die we nu kennen. Deze ontdekking zou in de toekomst wel eens kunnen leiden tot hele vette producten.

Grafeen staat bekend als één van de sterkste kunstmatige stoffen ter wereld. Het wordt gemaakt van vellen carbonpapier van de dikte van een atoom. In de organische wereld is spindraad, dat in 400 miljoen jaar tijd is geperfectioneerd, zijn gelijke. Dit bracht Pugno op het idee om te zien wat er zou gebeuren wanneer je deze twee elementen zou combineren.

"Het was mijn doel om nog betere en sterkere zijde te produceren," vertelde de hoofdauteur van het recent gepubliceerde onderzoek mij over de telefoon.

Met een vastberaden team wetenschappers injecteerde Pugno vijf spinnen van de Pholcidae-familie met een substantie bestaande uit water- en grafeendeeltjes.

Volgens een onderzoek van New Scientist produceerden de geinjecteerde spinnen 3,5 keer sterkere zijde dan een gewone spin.

Het onderzoek verliep echter niet geheel vlekkeloos, wat uiteindelijk het leven van een aantal geleedpotigen heeft gekost. Daarnaast is het ook nog de vraag hoe de spinnen de substantie in hun eigen zijde hebben gekregen. Pugno en zijn team bekennen dat zij hier nog geen antwoord op hebben, maar denken dat de substantie direct in hun zijde werd opgenomen zodra zij begonnen met het spinnen van een web.

"We hebben nog geen direct bewijs, maar omdat de koolstofnanobuizen gemengd zijn de met de zijde van de spin denk ik dat het tijdens het spinnen van een web met elkaar wordt gemengd," zei Pugno. Hij gaf toe dat dit niet meer dan een idee is, maar volgens hem wel het meest waarschijnlijke tot nu toe.

Er zijn al verschillende hypothetische mogelijkheden verzonnen om dit sterke draad te gebruiken. Zo werd er voorgesteld om een net te bouwen om vliegtuigen mee op te vangen. Pugno vertelde me dat deze ideeën ietwat te hoog gegrepen zijn. "Je kan dit voor "extreme textielen" gebruiken". Extreme textielen zijn volgen Pugno materialen die sterk en multifunctioneel zijn waardoor zij bepaalde eigenschappen krijgen, zoals elektriciteit geleiden.

"Je zou dit bijvoorbeeld kunnen gebruiken voor superieure materialen, zoals robotkleding," aldus Pugno. Grafeen wordt wereldwijd gezien als een wondermateriaal waar bijvoorbeeld kogelvrije vesten van gemaakt zouden kunnen worden. Volgens Pugno is de sterke zijde niet echt geschikt voor dit soort bescherming, tenzij het gecombineerd zou worden met een ander soort materiaal.

In de toekomst willen Pugno en zijn team dit experiment ook gaan toepassen op zijderupsen. Maar volgens Pugno is het voorlopig vooral een bevestiging dat het experiment ook echt werkt, en misschien zelfs een heel nieuw onderzoeksgebied heeft geopend waarin meerdere soorten bionische materialen kunnen worden ontwikkeld. "Vandaag de dag zijn veel dingen gelimiteerd door de sterkte van de materialen, dit limiet kunnen wij nu beetje bij beetje gaan verleggen," concludeert Pugno.