Новый термопрессованный шелк не уступает в прочности кевлару
Исследователи из Университета Тафтса, Имперского колледжа Лондона и Мичиганского университета сумели получить новую форму шелка – сверхпрочный материал, сохраняющий свою биологическую природу. По устойчивости к разрыву он близок к кевлару, а по баллистической прочности превосходит композиты на основе углеродного волокна. Также у этого материала обнаружились и иные полезные качества, которые сейчас изучаются.
Обычно при обработке шелка, как и других белковых материалов, его сначала разделяют на отдельные белковые нити, а потом пытаются придавать им нужную форму. В данном случае исследователи поступили иначе – они учли, что шелк по своей природе напоминает композит. У него есть твердая и прочная кристаллическая основа, которая прикрыта гибкой амфорной белковой массой. Идея в том, чтобы обрабатывать их по отдельности, не разделяя сам материал.
Шелк начали нагревать, чтобы его внешняя подвижная часть размягчилась и начала слипаться с соседними волокнами. Чтобы усилить эту связь, ученые добавили давление вплоть до 9800 атм. Внутренняя кристаллическая структура шелка при этом не пострадала, но достичь этого удалось далеко не сразу, а после многих экспериментов по подбору оптимальной температуры и давления. Зато теперь плотность спрессованного шелка можно регулировать, чтобы задавать требуемые параметры.
Поскольку новый материал не содержит синтетических добавок, его можно использовать в медицине без риска отторжения – у пациента появляется лишь слабая иммунная реакция, да и то временная. Из такого сверхпрочного шелка можно делать ортопедические конструкции, крепеж для имплантов и корпуса для них. Если изначально сделать шелк с меньшей плотностью, со временем клетки будут проникать внутрь него и в итоге разрушат – инородный предмет выполнит свою задачу и исчезнет из тела.
