Các nhà khoa học vừa phát triển một phương pháp
xử lý mới cho tơ tằm khiến nó bền hơn tơ nhện tới 70% (Ảnh: Depositphotos)
Các nhà khoa học đang nghiên cứu để tái tạo các đặc tính
đáng kinh ngạc của tơ nhện theo một số cách thú vị. Việc nuôi nhện để sản xuất
vật liệu với số lượng lớn là một khả năng nhưng bản chất sống theo lãnh thổ của
chúng không phù hợp với môi trường chăn nuôi tập trung.
Chúng ta đã thấy các nhà nghiên cứu sử dụng vi khuẩn kỹ thuật
gen để tạo ra phiên bản tơ mới và tạo ra các phiên bản tổng hợp của nó với nhiều
đặc tính giống như tơ nhện. Một số tiến bộ sáng tạo thậm chí còn liên quan đến
việc cho nhện ăn graphene để làm cho tơ của chúng bền hơn hoặc thêm các tinh thể
nano để làm cho các phiên bản tổng hợp bền hơn và dai hơn so với tơ nhện thật.
Tơ mà con tằm tạo ra để xây kén là một điểm được quan tâm
khác trong lĩnh vực nghiên cứu này. Nuôi tằm tạo ra gần như toàn bộ tơ được sử
dụng thương mại trên khắp thế giới nhưng độ bền thấp hơn tơ nhện của nó khiến
việc sử dụng chủ yếu bị giới hạn trong lĩnh vực thời trang và dệt may. Chúng ta
đã thấy các nhà khoa học giải quyết vấn đề này bằng cách đưa ra các phương pháp
xử lý hóa học được thiết kế để làm cho tơ tằm cứng hơn và hiện một nhóm từ Đại
học Thiên Tân của Trung Quốc đã đưa ra một công thức đầy hứa hẹn.
Tơ tằm tự nhiên là khởi điểm của nhóm. Quá trình này bao gồm
việc đun sôi tơ trong một bể hóa chất để hòa tan một lớp keo bao bọc các sợi
lõi của tơ nhưng giảm thiểu thiệt hại cho các protein tơ. Tơ sau đó được hóa rắn
trong một bể chứa kim loại và đường để tăng cường nó thêm nữa.
Tác giả cấp cao Zhi Lin, một nhà hóa sinh tại Đại học Thiên
Tân cho biết: “Vì tơ tằm có cấu trúc rất giống với tơ nhện, loại tơ này trước
đây đã được chứng minh là hoạt động tốt trong hỗn hợp kẽm và sắt nên chúng tôi
nghĩ rằng sẽ thử nghiệm phương pháp thay thế này để tránh các điều kiện nguy hiểm
được sử dụng ở nơi khác. Sucrose, một dạng đường, có thể làm tăng mật độ và độ
nhớt của bể đông tụ, do đó ảnh hưởng đến sự hình thành các sợi”.
Sau đó, vật liệu của nhóm được quay và kéo sợi theo cách thủ
công, tạo thành những tấm lụa mỏng giống như tơ của một con nhện nhưng “cứng
hơn đáng kể” so với bất kỳ loại lụa tự nhiên nào đã biết. Nhóm nghiên cứu nhận
thấy nó cũng có độ bền kéo cao hơn đáng kể so với tơ nhện tự nhiên, ở mức 2
Gigapascal (GPa). Thông số này cũng xếp nó đứng trước loại tơ tổng hợp 1-GPa đầy
hứa hẹn được nghiên cứu năm ngoái.
Lin cho biết: “Phát hiện của chúng tôi đã xô đổ nhận định
trước đây rằng tơ tằm không thể cạnh tranh với tơ nhện về hiệu suất cơ học”.
LH (New Atlas)