For­ske­re ska­ber tråd med su­per­styr­ke

Ved at fodre sult­ne ed­der­kop­per med su­per­ma­te­ri­a­let gra­fen har for­ske­re få­et la­vet ver­dens sta­er­ke­ste sil­ke­t­råd, som vil kun­ne re­vo­lu­tio­ne­re alt fra lø­be­sko til fly­ve­ma­ski­ner.

Politiken - - TEMA - LASSE FOGHSGAARD VIDENSKABSREDAKTØR lasse.foghsgaard@pol.dk

Den sil­ke, som et ed­der­kop­pe­spind er la­vet af, er no­get af det sta­er­ke­ste og mest ela­sti­ske, na­tu­ren har skabt. Det er li­ge så sta­er­kt som stål. Til gen­ga­eld er det seks gan­ge let­te­re.

Den vi­den har gi­vet man­ge af ver­dens ma­te­ri­a­le­for­ske­re søvn­lø­se na­et­ter. For ta­enk, hvis man kun­ne la­ve ma­te­ri­a­ler, der hav­de de sam­me egen­ska­ber som sil­ke­t­rå­de­ne i et ed­der­kop­pe­spind. Det let­te og sta­er­ke ma­te­ri­a­le vil­le kun­ne re­vo­lu­tio­ne­re pro­duk­tio­nen af alt fra lø­be­sko over skud­sik­re ve­ste til fly­ve­ma­ski­ner. Og selv Spi­der­man fra fik­tio­nens ver­den vil­le kom­me et skridt na­er­me­re vir­ke­lig­he­den.

For­ske­re er al­le­re­de nå­et langt med at kna­ek­ke ko­den til, hvor­dan man kan la­ve ed­der­kop­pe­sil­ke i la­bo­ra­to­ri­ets kun­sti­ge ver­den, og der er så småt ved at kom­me pro­duk­ter på mar­ke­det, som er in­spi­re­ret af na­tu­rens ed­der­kop­pe­spind. Men nu bli­ver der må­ske sat ek­stra skub på den in­ter­es­san­te ud­vik­ling på bag­grund af et op­sigtsva­ek­ken­de for­søg, som net­op er of­fent­lig­gjort i det vi­den­ska­be­li­ge tids­skrift 2D Ma­te­ri­als.

Et hold ita­li­en­ske for­ske­re fra Tren­to Uni­ver­si­tet har i de­res ter­ra­ri­er fodret et hold sult­ne ed­der­kop­per med vi­dun­der­ma­te­ri­a­let gra­fen. Gra­fen er ver­dens tyn­de­ste ma­te­ri­a­le, men og­så et af de sta­er­ke­ste. Gra­fen bli­ver og­så kaldt for en flad di­a­mant, for­di det er gen­nem­sig­tigt, har en to­di­men­sio­nal struk­tur og er la­vet af kul­stof, som er det sam­me stof, som di­a­man­ter er gjort af.

Man har spå­et, at op­da­gel­sen af gra­fen, som ud­lø­ste No­bel­pri­sen i 2010, vil aen­dre vo­res hver­dag dra­ma­tisk, og må­ske kom­mer re­vo­lu­tio­nen til at gå hånd i hånd med de låd­ne skab­nin­ger med ot­te øj­ne og ot­te ben.

Sta­er­kt som Kevlar

For de ita­li­en­ske for­ske­re har fun­det ud af, at ed­der­kop­pe­spin­det bli­ver op til fem gan­ge sta­er­ke­re og me­re ela­stisk, hvis ed­der­kop­per­ne bli­ver fodret med gra­fen via drik­ke­van­det. Det be­ty­der, at de gra­fen­for­sta­er­ke­de sil­ke­t­rå­de bli­ver li­ge så sta­er­ke som Kevlar, der er blandt de sta­er­ke­ste ma­te­ri­a­ler på Jor­den, og som man i dag bru­ger til skud­sik­re ve­ste, hjel­me og pans­re­de kø­re­tø­jer.

»Det er et me­get spa­en­den­de re­sul­tat, at man kan på­vir­ke ed­der­kop­pe­spin­dets styr­ke og ela­sti­ci­tet via det, de ind­ta­ger. Hvis nye uvil­di­ge stu­di­er kan be­kra­ef­te den ak­tu­el­le un­der­sø­gel­se, vil det kun­ne re­vo­lu­tio­ne­re ma­te­ri­a­le­forsk­nin­gen og ska­be gro­bund for nye pro­duk­ter, der er la­vet af gra­fen­for­sta­er­ket ed­der­kop­pe­sil­ke, og som vil va­e­re mil­jø­ven­li­ge­re end tra­di­tio­nel­le olie­ba­se­re­de ma­te­ri­a­ler. For ek­sem­pel kun­ne man med in­spira­tion fra det ak­tu­el­le for­søg la­ve let­te­re og me­re ele­gan­te skud­sik­re ve­ste, hvis man er­stat­te­de Kevlar med det gra­fen­for­sta­er­ke­de ed­der­kop­pe­sil­ke«, si­ger Jo­nat­han Brewer, der er forsk­nings­le­der på In­sti­tut for Bi­o­ke­mi og Mo­le­kyla­er­bi­o­lo­gi på Syd­dansk Uni­ver­si­tet.

Han og hans for­sker­grup­pe ar­bej­der selv med gyl­dent ed­der­kop­pe­sil­ke, som de hø­ster fra en hjul­spin­der fra Ma­da­ga­skar. De stu­de­rer, hvad der sker, når sil­ken for­la­der sil­kekir­t­ler­ne i fly­den­de form og bli­ver til kla­e­bri­ge trå­de, når ed­der­kop­pen tra­ek­ker i dem. Bå­de på ma­krosko­pisk og mi­krosko­pisk plan, hvor de stu­de­rer ed­der­kop­pe­sil­ken gen­nem avan­ce­re­de mi­krosko­per.

»Man ved i dag rig­tig me­get om, hvad ed­der­kop­pe­sil­ke be­står af. Sil­ke­t­rå­den har et fedt­hol­digt yd­re, som frem­kal­der de per­len­de vand­drå­ber, som vi ken­der fra na­tu­ren. In­de i ker­nen fin­des der for­skel­li­ge pro­te­i­ner, som vi og­så ken­der iden­ti­te­ten af. Vi er så in­ter­es­se­re­de i at for­stå, hvor­dan pro­te­i­ner­ne smel­ter sam­men og bli­ver til det her fan­ta­sti­ske ma­te­ri­a­le, når man tra­ek­ker i sil­ke­t­rå­den«, si­ger Jo­nat­han Brewer.

»Og nu vil det og­så va­e­re in­ter­es­sant at stu­de­re, hvor­dan gra­fen kan gø­re sil­ke­t­rå­den fra ed­der­kop­per op til fem gan­ge sta­er­ke­re«, si­ger Jo­nat­han Brewer.

Ad­fa­erd gi­ver nye ud­for­drin­ger

Det vil­le nu va­e­re en lok­ken­de tan­ke at la­ve ka­em­pe­sto­re ed­der­kop­pe­far­me, hvor man kun­ne hø­ste det gra­fen­for­sta­er­ke­de ed­der­kop­pe­sil­ke og så bru­ge det su­per­let­te og su­per­sta­er­ke ma­te­ri­a­le til at la­ve nye hold­ba­re letva­egts­ma­te­ri­a­ler. Men det kan man ik­ke, for ed­der­kop­per er ter­ri­to­ri­a­le dyr, så de kan i mod­sa­et­ning til sil­ke­or­me ik­ke le­ve ta­et sam­men med an­dre art­s­fa­el­ler.

Hvis man med an­dre ord sa­et­ter to ed­der­kop­per ind i det sam­me ter­ra­ri­um, vil de for­sø­ge at spi­se hin­an­den.

For at kom­me det­te pro­blem til livs har for­ske­re gen­ma­ni­p­u­le­ret bak­te­ri­er, ga­er­cel­ler, to­baks­plan­ter og så­gar ge­der til at kun­ne pro­du­ce­re de sil­ke­pro­te­i­ner, som ed­der­kop­pe­sil­ken be­står af. Hos de gen­ma­ni­p­u­le­re­de ge­der kom­mer sil­ke­pro­te­i­ner­ne ud med ma­el­ken.

Ved at blan­de sil­ke­pro­te­i­ner­ne er det lyk­ke­des for mindst tre virk­som­he­der i ver­den at la­ve no­get, der kun­ne min­de om den ae­g­te va­re i form af ed­der­kop­pe­sil­ke. For ek­sem­pel har det ty­ske fir­ma AMSilk kre­e­ret en fi­ber, der er la­vet på ed­der­kop­pe­sil­ke­pro­te­i­ner, og som de har døbt bioste­el.

Fir­ma­et har ind­gå­et et sam­ar­bej­de med Adi­das, hvor de har ud­vik­let en ny sport­s­sko, hvor over­de­len ude­luk­ken­de be­står af syn­te­tisk ed­der­kop­pe­sil­ke. Den skul­le snart kom­me i hand­len. Hvis AMSilk og Adi­das la­e­ser med her, kan det va­e­re, at de vil over­ve­je at blan­de gra­fen i ma­te­ri­a­let for at gø­re sko­e­ne ek­stra slidsta­er­ke.

An­ven­del­ses­mu­lig­he­der­ne af den kun­sti­ge ed­der­kop­pe­sil­ke vil spa­en­de vidt. Fra ny kos­me­tik og, ja, må­ske li­ge­frem til en ru­me­le­va­tor. Men Jo­nat­han Brewer kan og­så kom­me på no­get me­re jord­na­ert:

»Det vil­le og­så va­e­re fedt med et par so­k­ker la­vet af ed­der­kop­pe­sil­ke, der al­drig gik hul på«, si­ger Jo­nat­han Brewer.

Det vil­le og­så va­e­re fedt med et per so­k­ker la­vet af ed­der­kop­pe­sil­ke, der al­drig gik hul på Jo­nat­han Brewer, Syd­dansk Uni­ver­si­tet

Newspapers in Danish

Newspapers from Denmark

© PressReader. All rights reserved.