Tơ nhện - Vật liệu sinh học của tương lai

Người ta nói nhiều về những đặc tính kỳ diệu của tơ, nhất là tơ nhện bởi cấu tạo của tơ vững hơn thép và chúng có thể được kéo giãn thêm 40% so với chiều dài cơ bản trước khi đứt.

Tơ nhện cũng “biến hoá” dưới nhiều dạng khác nhau tùy thuộc vào sự đan kết trong một mạng nhện có chu vi khác nhau và độ căng khác nhau.

Song, có một trở ngại đối với việc ứng dụng những đặc tính nói trên là chúng “phục vụ” nhiệm vụ tạo hóa trao cho chứ không phải cho con người. Vì vậy, việc nghiên cứu và áp dụng các kỹ thuật tiếp theo là điều cần thiết để con người có thể chuyển tơ nhện thành vật liệu hữu ích. Đây cũng chính là cách thức mà Tiến sỹ David Kaplan và các đồng nghiệp ở Đại học Tufts đang nỗ lực thực hiện.

Các nghiên cứu trước đó đã xác định chuỗi ADN trong các gien của protein tơ nhện tạo ra các đặc tính khác nhau của các sản phẩm cuối cùng. Vấn đề quan trọng nhất của những đặc tính này là hydrophilia (một xu hướng tương tác với nước), hydrophobia (một xu hướng tránh xa nước) và khả năng kết nối tự động với các protein khác, vì vậy tạo ra hình dạng lớn hơn và cấu tạo phức tạp hơn.

Ông Kaplan đã nghiên cứu về ciệc có thể mở rộng các đặc tính của tơ ngoài những đặc tính vốn có trong tự nhiên. Sau đó, ông đã phát hiện và mô tả chúng trong tạp chí chuyên ngành Biomacromolecule.

Thông qua việc thay đổi trật tự và số lượng hydrophilic, hydrophobic và các đoạn tổ chức cơ cấu DNA, rồi sau đó bổ sung các vi khuẩn để chuyển các gien nhân tạo đã được tạo ra thành các protein, ông và các đồng nghiệp đã chuyển đổi thành hơn 20 dạng thức mới của tơ, mở ra một trang mới trong lịch sử phát triển nhiên liệu sinh học./.