Nya insikter om hur djur spinner silke kan leda till nya, grönare sätt att producera syntetiska fibrer, enligt akademiker vid University of Sheffield.

Forskare från University of Sheffields institution för materialvetenskap och teknik har visat att djur spinner silke genom att dra i stället för att trycka ut det ur sina kroppar. De föreslår att om denna process kan kopieras i en industriell miljö, det skulle kunna förbättra hur syntetiska material bearbetas och erbjuda mer miljövänliga alternativ.

Konventionella syntetiska textilier tillverkas genom extrudering - trycka ett flytande råmaterial genom ett färgämne och sedan använda höga temperaturförändringar och exponering för starka kemikalier för att stelna. Dock, silke kan stelna till en fiber vid rumstemperatur och bara lämna kvar vatten - vilket orsakar mindre miljöskador.

Den nya studien, av akademiker vid University of Sheffield, publiceras i tidskriften Naturkommunikation .

Huvudförfattare Jamie Sparkes, en doktorand i University of Sheffields Natural Materials Group, sa:"Silke är ett av de mest lovande gröna biomaterialen, och kan vara den perfekta ersättningen för nylon- och polyesterbaserade kläder.

"Traditionell produktionsprocess för silke är både mödosam och tidskrävande, men om vi kan kringgå det genom att härma naturen i en industriell miljö, vi kunde förbättra inte bara siden, men också hur vi bearbetar våra syntetiska material."

Forskare undersökte hur djur, inklusive silkesmaskar och spindlar, trycka ut material som silke ur kroppen.

Dr Chris Holland, Chef för naturmaterialgruppen, sa:"Även om det är lätt att anta att siden drivs ut ur kroppen som vi ser i serietidningar, vi ville sätta det på prov."

Han tillade:"Genom att kombinera datormodeller med experimentella data och praktiska mätningar, vi bestämde vilka krafter som behövdes för att pressa ner ospinnet silke nerför djurens silkeskörtel och snurra en fiber."

Jamie Sparkes tillade:"Vi fann att att spinna silke genom extrudering (tryckning), betyder att en silkesmask måste klämma sig tillräckligt hårt för att generera mer tryck än en tändande dieselmotor.

"Det här är inte möjligt eftersom djurets kropp inte skulle kunna hålla tillbaka det trycket. Det verkar som att du inte kan pressa silke som en tub med tandkräm."

Dock, genom att mäta de krafter som krävs för att dra silke från djurets kropp, forskarna fann att det låg inom silkesmaskens förmåga att dra en fiber, en process som de kallar pultrusion.

Forskarna uppnådde detta genom att anpassa en reometer, en maskin som normalt används för att mäta vätskors viskositet, i ett mycket känsligt snurrande hjul, kan mäta de krafter som behövs för att snurra.

Dr Holland sa:"Om jag gav dig en bit tuggummi och bad dig göra en fiber till mig, du skulle inte trycka den genom tänderna eftersom den är för stel. Du skulle ta tag i ena änden och dra ut den - och det är vad silkesmasken och spindeln gör."