غزل الحرير الطبيعي من غدة العنكبوت الاصطناعية
نجح العلماء في مركز "ريكين" لعلوم الموارد المستدامة في اليابان، بقيادة كيجي نوماتا، في تطوير جهاز يحاكي الإنتاج الطبيعي لحرير العنكبوت.
ويشتهر حرير العنكبوت بقوته الاستثنائية، ومرونته، وخفة وزنه، وخواصه الميكانيكية الفريدة، مما يجعله قابلاً للمقارنة بالفولاذ من حيث قوة الشد مع نسبة قوة ووزن لا مثيل لهما.
علاوة على ذلك، فإن حرير العنكبوت متوافق حيوياً وقابل للتحلل الحيوي، مما يجعله مناسباً لتطبيقات متنوعة، بما في ذلك المجال الطبي، ومع ذلك، فقد ثبت أن حصاد الحرير من العناكب على نطاق واسع غير عملي، مما يستلزم تطوير أساليب الإنتاج المعملية.
ويكمن التحدي الرئيسي في إعادة إنتاج حرير العنكبوت في بنيته الجزيئية المعقدة، التي تتميز ببروتينات كبيرة تعرف باسم السبيدروينات وبنى تحتية جزيئية تسمى صفائح بيتا، ومحاكاة هذا الهيكل المعقد حيّر العلماء لسنوات، غير أن باحثي مركز "ريكين" لعلوم الموارد المستدامة في اليابان، يزعمون أنهم نجحوا في ذلك، عبر ابتكار "غدة الحرير الاصطناعية"، وأعلنوا عن هذا الإنجاز في دورية "نيتشر كوميونيكيشنز".
وتعمل غدة الحرير الاصطناعية، التي تم إنشاؤها على تكرار البنية الجزيئية المعقدة لحرير العنكبوت.
وهذا الابتكار الصديق للبيئة، له تطبيقات محتملة في مختلف الصناعات ويعالج تحديات حصاد الحرير من العناكب على نطاق واسع.
ويسمح الجهاز، الذي يشبه صندوقًا صغيرًا مستطيلًا ، بالتدفق المتحكم فيه لمحلول بروتين " السبيدروين"، مما يؤدي إلى التجميع الذاتي لألياف الحرير مع البنية المميزة للحرير الطبيعي.
ويمكن أن توفر هذه الطريقة بدائل مستدامة في صناعة المنسوجات، مما يقلل من التأثير البيئي، ولها تطبيقات محتملة في الطب الحيوي، مثل الغرز والأربطة الاصطناعية.
ويهدف الباحثون إلى توسيع نطاق عملية الإنتاج وتقييم جودة حرير العنكبوت الاصطناعي من أجل نقل هذا الابتكار إلى العالم الحقيقي.
