Tohoku University-onderzoekers hebben op natuurlijke wijze cellulose-nanovezel (CNF) gesynthetiseerde zijde geproduceerd door een eenvoudige aanpassing aan het dieet van zijderupsen. Het mengen van CNF met commercieel verkrijgbaar voedsel en het voeren van de zijderupsen resulteerde in een sterkere en meer trekvaste zijde.

De resultaten van hun onderzoek zijn gepubliceerd in het tijdschrift Materialen en ontwerp op 1 februari 2021.

"Het idee voor ons onderzoek kwam bij ons toen we ons realiseerden dat de flow-focusing-methode waarmee zijderupsen zijde produceren optimaal is voor de uitlijning van nanofibrillen van CNF, " zei materiaalingenieur Fumio Narita van Tohoku University en co-auteur van de studie.

Zijde wordt meestal geassocieerd met kleding. Maar het gebruik ervan is ongelooflijk divers dankzij de sterkte en elastische eigenschappen. De biocompatibiliteit maakt het zelfs veilig om in het menselijk lichaam te gebruiken.

Daarom, onderzoekers hebben manieren onderzocht om zijde verder te versterken. Tot nu toe onderzochte processen, echter, vereisen het gebruik van giftige chemicaliën die schadelijk zijn voor mens en milieu.

Cellulose-nanovezels - plantaardige vezels die tot op microniveau zijn verfijnd - zijn veelbelovend in het synthetiseren van goedkope, lichtgewicht, Grote sterkte, en duurzame nanocomposieten zoals zijde.

Echter, eerdere op CNF gebaseerde gesynthetiseerde materialen hebben weinig mechanische verbeteringen laten zien, zelfs met het voordeel van dure apparatuur vanwege het gebrek aan uitlijning van nanofibrillen.

In tegenstelling tot, zijderupsen produceren zijde in een flow-gerichte methode. Zijde wordt verspreid via hun speekselklieren, het oriënteren van de fibrillen langs de stroomrichting en zo een betere uitlijning van de nanofibrillen mogelijk te maken.

In de huidige studie, De zijderupslarven werden in drie groepen verdeeld en gekweekt op voedsel met verschillende hoeveelheden CNF-gehalte. De onderzoeksgroep voerde sterktetests uit op de getrokken zijdevezels, die ongeveer 2,0 keer sterker bleken te zijn dan de zijde van niet-CNF gevoede zijderupsen.

"Onze bevindingen tonen een milieuvriendelijke manier aan om duurzame biomaterialen te produceren door het CNF simpelweg als lokaas te gebruiken, ' zei Narita.