Oleksandr Korzh/Getty Images
När du tänker på siden är den mest kända bilden en silkesmask som spinner sin egen tråd. Men världen av naturliga lim är mycket bredare:kokongen av en larv, siden som används av en tummask för att ta sig ner, och till och med strängarna som produceras av spindelsilke – allt visar upp naturens behärskning av vidhäftning och styrka. Ett nyligen genomfört genombrott vid Tufts Universitys Silklab visar hur ett sidenbaserat material kan efterlikna det legendariska Spider-Man-bandet.
Tufts forskare arbetar med naturligt förekommande siden och omarbetar dem till biomaterial för avancerade applikationer. Genom att använda Regenerated Silk Fibroin (RSF) – ett protein som härrör från kokonger av silkesfjäril och lösa upp fibrerna – har forskare utvecklat ätbara beläggningar för att förlänga produkternas hållbarhet och undervattenslim som överträffar konventionella lim. I en oavsiktlig upptäckt observerade biträdande professor MarcoLoPresti en vävliknande film som bildades på glas efter rengöring med aceton. Ytterligare experiment visade att en RSF-lösning kunde stelna nästan omedelbart och lyfta små föremål, som påminner om serieband. Studien publicerades i *Advanced Functional Materials* i september 2024.
LoPresti, en Spider-Man-entusiast, tillbringade 18 månader med att testa RSF-blandningar med organiska lösningsmedel. RSF som exponeras för aceton eller etanol bildar halvfasta hydrogeler, men övergången kan ta timmar. Tillsats av dopamin – känt för att skapa exceptionellt starka lim – accelererade stelningen genom att dra bort vatten från fibroinet, vilket producerar fibrer som fäster starkt på ytor, liknande havstulpanadhesion.
Teamet extruderade lösningen genom en koaxial nål, vilket skapade en tunn ström omsluten av aceton. När acetonet förångades stelnade fibern vid kontakt. Genom att inkorporera kitosan, ett insekts exoskelettderivat, fick fibrerna upp till 200-faldig draghållfasthet. En boratbuffert ökade klibbigheten ytterligare 18 gånger. Dessa förbättringar gjorde det möjligt för fibrerna att lyfta föremål upp till 80 gånger sin egen vikt, inklusive en delvis nedgrävd skalpell, en stålbult och ett träblock.
LoPresti berättade för *Tufts Now*:"Spindlar spinner silke direkt från sina körtlar och kommer fysiskt i kontakt med ytor för att bygga väv. Vi demonstrerar ett sätt att skjuta en fiber från en enhet, sedan fästa sig vid och plocka upp ett föremål på avstånd – vilket i huvudsak förvandlar en naturlig princip till en superhjälteinspirerad teknik."
James Rowland / 500px/Getty Images
I ett avsnitt av *The Official Marvel Podcast*, framhöll professor Fiorenzo Omenetto från Tufts biomedicinska teknik labbets potential att skapa en handledsmonterad webbshooter. Han betonade att naturens material kan utföra oväntade bedrifter. "Silkes draghållfasthet och elasticitet gör att det absorberar energi och stödjer tunga belastningar," förklarade Omenetto. "När vi konstruerar dessa material bär dessa egenskaper över, vilket gör det möjligt för oss att designa system som kan hålla en betydande vikt utan att gå sönder."
Omenetto noterade också att deras labb har producerat en lätt väv som kan bära 4 000 gånger dess vikt. Även om spindlar är mindre lättillgängliga än larver, erbjuder den underliggande sidenbiologin en lovande väg mot funktionella, höghållfasta lim.
