Питающийся нановолокнами шелкопряд вырабатывает более прочный шелк — ученые
Особопрочную шелковую нить, содержащую целлюлозные нановолокна (CNF), получили японские химики, 1 февраля сообщает журнал Materials and Design.
Шелковая нить была получено с помощью тутового шелкопряда, которому в пищу добавили целлюлозу в виде нановолокон. Смешивание CNF с пищей для шелкопряда привело к тому, что он стал производить более прочный и эластичный шелк.
«Идея нашего исследования пришла к нам, когда мы поняли, что способ упорядочивания волокон, с помощью которого шелкопряды производят шелк, является оптимальным для выравнивания нанофибрилл CNF», —сказал инженер-материаловед университета Тохоку Фумио Нарита.
До сих пор все способы повышения прочности шелковой нити требовали использования токсичных химических веществ, вредных для человека и окружающей среды. К тому же синтезированные материалы на основе CNF демонстрировали незначительные механические улучшения даже при использовании дорогостоящего оборудования. Основная проблема низкой прочности — отсутствие выравнивания нановолокон.
Напротив, шелкопряды производят шелк методом, при котором происходит упорядочивание нановолокон. Шелк выделяется через их слюнные железы, ориентируя фибриллы вдоль направления потока. Тем самым обеспечивается лучшее выравнивание нанофибрилл.
Проведенные прочностные испытания шелковых волокон добавкой CNF показали, что они в 2 раза прочнее обычных шелковых волокон.
«Наши результаты демонстрируют экологически чистый способ производства устойчивых биоматериалов, просто используя CNF в качестве пищи», — сказал Нарита.
