Sản xuất được tơ nhện nhân tạo nhẹ hơn bông, bền hơn thép

Từ lâu, sợi tơ nhện đã gây ấn tượng mạnh vì tính chất mềm mại mà dai chắc của nó. Nhưng mãi cho tới nay các nhà khoa học mới thực hiện được việc tổng hợp thành công sợi tơ nhện nhân tạo.

Công việc này do một nhóm nghiên cứu tại Đại học Washington (Saint Louis, tiểu bang Missouri, Mỹ) thực hiện bằng cách sử dụng vi khuẩn để tổng hợp các protein của loại tơ nhện. Điều khó khăn nhất là các protein phải lớn, vì protein càng lớn thì sợi tơ mới càng dẻo dai và bền chắc. Theo Christopher Bowen, một thành viên trong nhóm nghiên cứu, để tạo nên sợi tơ này, cần phải có một phân tử DNA dài kết hợp bằng một chuỗi ngắn lặp lại hàng trăm lần.

Sản xuất được tơ nhện nhân tạo nhẹ hơn bông, bền hơn thép
Sợi tơ nhện tự nhiên có tính chất mềm mại nhưng bền chắc.

Nhưng lại có một loại vi khuẩn có xu hướng phân chia các chuỗi này. Theo giải thích của Fuzhong Zhang, người đứng đầu công trình, vì vậy điều cần thiết là phải “giới thiệu” cho protein của sợi tơ nhện một chuỗi nhỏ đã được đánh dấu và thông qua một phản ứng hóa học, chúng phản ứng bằng cách kết hợp với các protein khác có mang cùng dấu hiệu.

Loading...

Kết quả, các nhà nghiên cứu đã thu được loại protein tơ nhện có kích thước lớn gấp hai lần loại protein trong các thí nghiệm trước đó, và do vậy đã có thể chuyển biến thành sợi với những phẩm chất của tơ nhện tự nhiên. Vì vậy, bước tiếp theo chỉ là đưa vào công nghiệp hóa quá trình.

Đặc điểm đầu tiên của loại tơ nhện nhân tạo này là bền chắc còn hơn cả kevlar, là nhãn hiệu đăng ký cho loại sợi tổng hợp para-aramid do DuPont phát triển vào năm 1965. Năm 1970, loại vật liệu cường độ cao này đã được sử dụng thay thế cho thép trong lốp xe đua và do có độ bền gấp 5 lần thép nhưng cũng rất dẻo dai nên thường được sử dụng làm vật liệu chế tạo áo giáp chống đạn.

Và đặc điểm kế tiếp là sợi tơ nhện nhân tạo này có tỷ trọng còn nhỏ hơn cả bông vải hoặc nylon, điều hấp dẫn nhất khi được dệt thành lụa.

Sản xuất được tơ nhện nhân tạo nhẹ hơn bông, bền hơn thép
Sợi tơ nhện nhân tạo của Đại học Washington.

Hai đặc điểm này vì vậy, đã gây nhiều thắc mắc cho giới khoa học. Do đó, TS. Frauke Gräter tại Viện Nghiên cứu lý thuyết Heidelberg (Đức) cùng các cộng sự đã làm sáng tỏ câu hỏi bằng cách phân tích cấu trúc phân tử của sợi tơ này.

Kết quả phân tích cho thấy, cấu trúc phân tử của sợi tơ đã được thay thế bằng các thành phần tinh thể làm cho nó bền chắc hơn cùng với các thành phần vô định hình làm cho nó mềm mại hơn. Vì vậy, việc tiếp theo chỉ là đưa vào công nghiệp hóa.

Loading...
TIN CŨ HƠN
“Thịt gà” từ phòng thí nghiệm sẽ được bán trong năm 2018

“Thịt gà” từ phòng thí nghiệm sẽ được bán trong năm 2018

Các nhà khoa học từ hãng Just Meat (Hong Kong, Trung Quốc) vừa thông tin đã tạo ra thịt gà từ phòng thí nghiệm và có thể sẽ bán ra thị trường ngay trong năm 2018.

Đăng ngày: 08/11/2018
Năng lượng mặt trời sẽ được đóng chai trong 10 năm tới

Năng lượng mặt trời sẽ được đóng chai trong 10 năm tới

Theo tờ science alert, chất lỏng đặc biệt mà các nhà khoa học từ Đại học công nghệ Chalmers, Thụy Điển đã nghiên cứu hoàn thiện suốt hơn một năm qua thực sự là phân tử dạng lỏng.

Đăng ngày: 07/11/2018
Đường, ánh sáng và lĩnh vực khoa học mới giúp chúng ta không phải phụ thuộc nhiên liệu hóa thạch?

Đường, ánh sáng và lĩnh vực khoa học mới giúp chúng ta không phải phụ thuộc nhiên liệu hóa thạch?

Energy Frontier là chương trình liên kết các phòng nghiên cứu trên khắp nước Mỹ để đi tìm lời giải cho các vấn đề năng lượng.

Đăng ngày: 06/11/2018
Chiếc tàu ngầm này sẽ đưa bạn xuống nơi sâu nhất của đại dương!

Chiếc tàu ngầm này sẽ đưa bạn xuống nơi sâu nhất của đại dương!

Mười hai người đã từng bước đi trên Mặt Trăng, nhưng chỉ có ba người dám mạo hiểm đến vực thẳm Challenger Deep của rãnh Mariana, điểm sâu nhất dưới đáy đại dương.

Đăng ngày: 06/11/2018

"Robot lỏng" có khả năng biến đổi hình dạng

Khác với robot sát thủ lạnh lùng T-1000 trong phim, robot lỏng này không hề "nguy hiểm" chút nào và có kích thước khá nhỏ gọn, chỉ cỡ lòng bàn tay.

Đăng ngày: 05/11/2018
Lộ diện loài robot siêu nhỏ chỉ nhẹ như… que tăm, có thể bay được

Lộ diện loài robot siêu nhỏ chỉ nhẹ như… que tăm, có thể bay được

Với trọng lượng chỉ nặng hơn một chút so với cây tăm, các kỹ sư tại Đại học Washington (Mỹ) đã tạo ra một bước đột phá mới trong việc chế tạo robot tí hon.

Đăng ngày: 05/11/2018
NASA thử nghiệm công nghệ siêu thanh giảm ồn cho máy bay dân dụng

NASA thử nghiệm công nghệ siêu thanh giảm ồn cho máy bay dân dụng

Chiếc máy bay siêu thanh chở khách X-59 của NASA được thiết kế có thể bay với tốc độ 1.700km/h, gấp gần 1,4 lần tốc độ âm thanh.

Đăng ngày: 05/11/2018
Tiêu điểm
Khoa Học News
Trang web của chúng tôi có thể được thực hiện và duy trì bằng cách hiển thị quảng cáo trực tuyến cho khách truy cập của chúng tôi.
Vui lòng xem xét hỗ trợ chúng tôi bằng cách vô hiệu trình chặn quảng cáo của bạn.