De zelf-geassembleerde zijde geproduceerd door spinnen is een opmerkelijk natuurlijk polymeer dat bekend staat om zijn uitzonderlijke treksterkte, flexibiliteit en biologische afbreekbaarheid. Het wonder achter de creatie ervan ligt in het ingewikkelde zijdeproductiemechanisme van de spin. Dit proces omvat verschillende stappen en gespecialiseerde structuren in het lichaam van de spin. Hier is een overzicht van hoe een spin zijn zelf-geassembleerde zijde spint:

1. De zijdeproductie begint in de klieren :

- In de buik van de spin bevinden zich gespecialiseerde zijden klieren.

- Deze zijden klieren bevatten sericine-eiwitten opgelost in water.

- De sericine-eiwitten fungeren als bouwstenen voor de zijdevezels.

2. Vorming van zijdefibroïne :

- De vloeibare zijde-oplossing ondergaat modificatie wanneer deze door de spindop gaat, een vingerachtige structuur aan de punt van de buik van de spin.

- De spindop herbergt talrijke microscopisch kleine kraantjes.

- Terwijl de zijdeoplossing door de tappen gaat, komt deze in contact met zuurstof, wat de omzetting van sericine-eiwitten in zijdefibroïne, een onoplosbaar eiwit, op gang brengt.

- Deze moleculaire herschikking vormt de kernstructuur van de zijdevezels.

3. Montage en uitlijning :

- Terwijl de zijdefibroïnemoleculen zich vormen, assembleren ze zichzelf tot vloeibaar-kristallijne nanostructuren, waar de moleculen parallel uitlijnen.

- Deze precieze opstelling draagt ​​bij aan de superieure mechanische eigenschappen van zijde.

4. Verwijdering van water :

- De uitgelijnde zijdenfibroïnemoleculen worden door de tappen geëxtrudeerd en door de spin tot een vezel getrokken.

- Tijdens het tekenproces wordt het watergehalte in de zijde snel verminderd door verdamping.

- Deze uitdroging verbetert de sterkte en stijfheid van de vezel verder.

5. Uitharden en crosslinken :

- Zodra de zijdevezel op zijn plaats zit, wordt deze uitgehard, waardoor deze zijn uiteindelijke sterkte en stabiliteit bereikt.

- Dit uithardingsproces omvat verknoping tussen de zijdefibroïnemoleculen, waardoor covalente bindingen worden gevormd die de vezel bij elkaar houden.

6. Zijde Architectuur :

- Spinnen kunnen verschillende soorten zijde produceren met verschillende eigenschappen, afhankelijk van de functie die ze vervullen (bijvoorbeeld dragline, vangweb, cocon, enz.).

- De variatie in zijde-eigenschappen komt voort uit de samenstelling van zijdeproteïnen en de structuur van de gesponnen vezels.

Het opmerkelijke vermogen van spinnen om zelf-geassembleerde zijde te spinnen heeft onderzoekers geïnspireerd om manieren te onderzoeken om dit natuurlijke materiaal te benutten voor verschillende technische en biomedische toepassingen. Het begrijpen van de processen achter het spinnen van zijde heeft bijgedragen aan de vooruitgang in biomimicry en de ontwikkeling van synthetische materialen met vergelijkbare eigenschappen als spinnenzijde.