Membaca benang Laba-laba memiliki sifat luar biasa: Meskipun sangat ringan dan elastis, mereka lima kali lebih kuat dari baja. Ada banyak aplikasi untuk sutera laba-laba buatan, tetapi sejauh ini belum ada yang berhasil memproduksi benang ajaib secara teknis. Sebuah tim peneliti Jerman kini telah menemukan bagaimana laba-laba dapat menarik benang yang sangat stabil dan elastis dari molekul sutra yang disimpan di dalam kelenjar laba-laba dalam waktu yang sangat singkat: Sakelar molekuler memastikan penyimpanan yang aman di kelenjar dan pembentukan benang di saluran spin. Berdasarkan temuan ini sekarang bekerja pada produksi alat pemintalan buatan. Sutra laba-laba ditandai oleh ketahanan sobek yang ekstrem dan elastisitas tinggi. Sifat-sifat ini disebabkan oleh struktur molekul kompleks dari molekul protein yang berbeda. Benang jadi terutama terdiri dari rantai panjang protein, yang dihubungkan melalui senyawa kimia yang stabil dan bertanggung jawab untuk stabilitas ekstrim. Bagian yang tidak disilang antara pada gilirannya memastikan elastisitas tinggi. Namun, di dalam kelenjar laba-laba, komponen-komponen sutera itu cair, protein-protein disimpan di sini dalam konsentrasi tinggi dan menunggu prosesnya. Pertama, rantai itu diikat dan berdekatan. Tegas untuk kualitas sutera sekarang adalah waktu di mana rantai terhubung satu sama lain: Di satu sisi, area jaringan dari masing-masing benang tidak boleh terlalu dekat, jika tidak mereka menggumpal dan dapat menyumbat sphincter. Di sisi lain, koneksi rantai protein yang terlalu terlambat akan menyebabkan jaringan tidak stabil.

Para ilmuwan di sekitar Horst Kessler menggunakan spektroskopi resonansi magnetik nuklir untuk mengidentifikasi struktur dan cara kerja dari sebuah saklar molekuler pada akhir setiap rantai yang diproduksi yang memastikan hubungan silang filamen yang tepat waktu. Di kelenjar spinosus, dua dari regulator ini dihubungkan satu sama lain sedemikian rupa sehingga daerah ikatan silang dari dua rantai tidak dapat diatur sejajar satu sama lain. "Karena itu jaringan secara efektif dicegah, " lapor Kessler. Setelah mengangkut rantai ke saluran putar, lingkungan kimia yang berubah kemudian menyebabkan area tertentu sakelar menjadi tidak stabil dan rantai terbuka. Gaya geser yang kuat di saluran menyejajarkan rantai protein sejajar satu sama lain dan membawa area yang saling bersilangan secara berdampingan. benang sutra laba-laba muncul.

Aplikasi masa depan untuk sutra laba-laba buatan beragam. Karena sutera laba-laba tidak menyebabkan reaksi penolakan dalam tubuh manusia, benang dapat digunakan sebagai benang jahit dalam operasi. Saraf yang terputus bisa dihubungkan oleh sutra laba-laba dan dengan demikian tumbuh bersama lagi di sepanjang utas. Sutra juga bisa digunakan untuk ligamen atau tendon buatan. Aplikasi lain yang mungkin dari produk alami adalah serat teknis untuk sektor otomotif. Sebagai bagian dari proyek bersama Kementerian Pendidikan dan Penelitian Federal, para ilmuwan sudah bekerja dengan mitra-mitra industri dalam pengembangan alat pemintalan buatan.

Horst Kessler (Universitas Teknik Munich) dkk.: Alam, Vol. 465, hlm. 239, doi: 10.1038 / nature08936 ddp / science.de? Iklan Gwydion Brennan

© science.de

Direkomendasikan Pilihan Editor