Шелк, который производят из нитей, добываемых из коконов тутового шелкопряда — это материал, который человек издревле ценит за свою красоту и прочность. Но, оказывается, шелковым нитям можно придать еще большую силу и прочность, чтобы создавать из них альтернативу кевлару и полимерам.
Шелкопрядные гусеницы прядут свой кокон из раствора особого белка, продуцируемого их слюнными железами. Их кокон сплетается из одной непрерывной шелковой нити длиной от 300 до 1500 метров, толщина которой составляет примерно 32 мкм. Волокно шелка состоит на 75% из фиброина (нитеобразный белок, выделяемый насекомыми) и на 25% из серицина (тоже белок, который склеивает нити фиброина). Благодаря такому строению шелковая нить и приобретает свою известную прочность.
Но, исследователи университета Цинхуа (КНР) захотели придать шелковым нитям еще большую прочность. Они начали кормить тутовых шелкопрядов раствором однослойных углеродных нанотрубок графена. Насекомые стали производить настолько крепкую шелковую нить, что из нее можно создавать защитные ткани, биоразлагаемые медицинские имплантаты и высокочувствительную электронику.
До этого ученые уже не раз пытались придать шелку дополнительные свойства путем введения в рацион шелкопрядов различных добавок, содержащих красители, антимикробные агенты и полимеры. Но результат кормления гусениц тутового шелкопряда 0,2% раствором графена превзошел все ожидания: питаясь таким «обогащенным» составом, насекомые начали продуцировать нити в 2 раза более крепче, чем обычный шелк, и выдерживающие на 50% большее напряжение перед разрывом.
