Wetenschap
Krediet:ermess, Shutterstock
Robotspinnen die gigantische zijden webben spinnen om ruimteafval te vangen? Wat voor sommigen misschien als sci-fi-voer klinkt, kan de verbeelding van anderen juist aanwakkeren. Dankzij zijn uitzonderlijke sterkte, taaiheid en thermische stabiliteit, zijde heeft de laatste jaren veel aandacht gekregen, inspiratie voor het vervaardigen van synthetische tegenhangers die de biologische structuur en functie nabootsen.
Gedeeltelijk ondersteund door de door de EU gefinancierde FLIPT- en SABIP-projecten, een team van wetenschappers heeft aangetoond dat natuurlijke zijde bestand is tegen de kou, terwijl sommigen zelfs sterker worden naarmate het kouder wordt. Hun bevindingen werden gepubliceerd in het tijdschrift Materialen Chemie Grenzen . Ze onderzochten het gedrag en de functie van verschillende dierlijke zijde door zich te concentreren op de multi-fibrillaire vezels van Antheraea pernyi zijderupsen, afgekoeld tot -196 °C.
Een persbericht van projectpartner de Universiteit van Oxford vat de bevindingen samen. Het merkt op dat "het team niet alleen 'dat' kon laten zien, maar ook 'hoe' zijde zijn taaiheid verhoogt onder omstandigheden waarin de meeste materialen erg broos zouden worden." Het voegt eraan toe:"Inderdaad, zijde lijkt in tegenspraak met het fundamentele begrip van de polymeerwetenschap door onder echt koude omstandigheden geen kwaliteit te verliezen maar te winnen door zowel sterker als rekbaarder te worden."
Het team ontdekte dat de taaiheid van zijde is gebaseerd op de kleine vezels. "Het blijkt dat de onderliggende processen afhankelijk zijn van de vele fibrillen van nanoformaat die de kern vormen van een zijdevezel, " volgens hetzelfde persbericht. In het tijdschriftartikel, de onderzoekers stellen:"We stellen voor dat de sterk uitgelijnde maar relatief onafhankelijke nanofibrillaire structuur het mogelijk maakt om de gedeeltelijk bevroren moleculaire keten bij cryogene temperatuur te activeren om barstafstomping te veroorzaken, om fibrilslip mogelijk te maken, en om de effectieve ontvouwing van moleculaire ketens van zijdefibroïne te vergemakkelijken, waardoor bros falen van de hele vezel wordt voorkomen of vertraagd." zijde-geïnspireerde filamenten voor het testen van toepassingen, zelfs bij arctische of zelfs kosmische omstandigheden."
Het persbericht suggereert dat het brede scala aan toepassingen dat zou kunnen voortbouwen op de bevindingen van het onderzoek variëren van "nieuwe materialen voor gebruik in de poolgebieden van de aarde tot nieuwe composieten voor lichtgewicht vliegtuigen en vliegers die in de strato- en mesosfeer vliegen tot, misschien, zelfs gigantische webben gesponnen door robotspinnen om astrojunk in de ruimte te vangen."
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com