Dla przyszłej mamy 

Madagaskar stworzył największą tkaninę z jedwabiu pajęczego. Czy jedwab pajęczy istnieje? Różaniec z jedwabiu pajęczego z Madagaskaru

Technologia opracowana około sto lat temu przez francuskiego kaznodzieję umożliwiła zebranie złotych sieci od miliona pająków z Madagaskaru. Brytyjski historyk i amerykański biznesmen wykorzystał ją do stworzenia największego na świecie „obrusu” z pajęczego jedwabiu. Rzadkie, ręcznie robione arcydzieło będzie wystawiane w USA i Wielkiej Brytanii.

Krytyk sztuki Simon Peers i jego amerykański partner biznesowy Nicholas Godley zatrudnili kilkudziesięciu pracowników do stworzenia unikalnego płótna o wymiarach 3,4 na 1,2 metra.

Dostawcami „nici” był milion pająków tkających kule (pająki złote kule), należących do rodzaju Nefila. Naukowiec i przedsiębiorca spędził prawie pięć lat swojego życia i około 500 tysięcy dolarów na wyprodukowaniu kawałka być może najbardziej niezwykłej tkaniny.

Goodley, amerykańska aktorka Heather Graham i Pierce na otwarciu wystawy w AMNH 23 września br. (zaproszono wielu innych znamienitych gości). W rękach mają oczywiście zwykłą chustę (fot. Will Ragozzino).

Goodley po raz pierwszy przybył na Madagaskar w 1994 roku, gdzie założył małą firmę produkującą towary z włókien palmowych. Rafia. W 1999 roku Nicholas wypuścił swoją pierwszą kolekcję modnych torebek (najwyraźniej z tego samego materiału), a w 2005 roku zamknął fabrykę i całkowicie przeszedł na produkcję „tkaniny pajęczej” wspólnie z Piercem.

Madagaskarski pająk tkający złote kule jest tylko jednym z 36 gatunków tego rodzaju Nefila. Pająki te występują w tropikach i znane są z tworzenia dużych złotych sieci (zdjęcie: AMNH, JohnnyK/Picasa Web).

Do stworzenia tego niezwykłego obrazu Goodley zainspirowały historie o tym, jak w XIX wieku francuski gubernator jednej z prowincji Madagaskaru próbował zrobić coś podobnego. Jednak Nicholas nie wiedział na pewno, czy te historie są prawdziwe, czy fikcją.


Niektóre pająki zdechły samoistnie podczas eksperymentu, ale większość została wypuszczona. „Nieświadomie staliśmy się obrońcami tych stworzeń, z czego bardzo się cieszę, bo uważam, że zasługują na królewskie regalia” – mówi Goodley (fot. ppoggio2 /flickr.com).

W rzeczywistości jedwab pajęczy nie jest szczególnie popularny wśród mieszkańców Madagaskaru (jest to zrozumiałe, ponieważ „standardowy” jedwabnik jest znacznie łatwiejszy w uprawie). Jednak w XIX wieku poddani Królestwa Meriny nadal decydowali się na współpracę z nim. Wyroby wykonane z pajęczych sieci zostały podarowane członkom rodzin królewskich. Istniała nawet szczególna tradycja tkania nici.


Pierwszą maszynę do pozyskiwania jedwabiu z 24 pająków stworzył francuski kaznodzieja Jacob Paul Camboué, który pracował z nimi w latach 80. i 90. XIX wieku. Po jego twórczości nie zachował się jednak żaden kawałek materiału (fot. AMNH).

Praca Pearce'a i Goodleya rozpoczęła się od zatrudnienia 70 pracowników do zbierania pająków w pobliżu stolicy Madagaskaru, Antananarywa. Nephila madagascariensis.

Tylko kobiety tworzą niepowtarzalną, trwałą sieć o złotym odcieniu. Zbiór odbywał się w porze deszczowej, gdyż stawonogi produkują swoje sieci tylko o tej porze roku (co nakłada dodatkowe ograniczenia na proces produkcji sieci).


Pająki często umieszczają swoje domy pomiędzy przewodami telefonicznymi i elektrycznymi. Czasami sieci osiągają tak gigantyczne rozmiary, że z łatwością blokują jednopasmową drogę (fot. Tasumi1968 /flickr.com).

Aby stworzyć coś w rodzaju przędzalni, pająki umieszczano w specjalnych komorach, w których trzymano je w bezruchu. Muszę to powiedzieć Nephila madagascariensis nie jest trujący, ale gryzie. Mogą także uciec lub zjadać się nawzajem. „Na początku mieliśmy 20 samic, ale wkrótce zostały nam trzy, ale były bardzo grube” – mówi Pierce.

Ostatecznie więc niespokojne stworzenia odizolowano od siebie, jednocześnie zwiększając liczbę osób jednocześnie zamieszkujących fabrykę.

Nawiasem mówiąc, za jedynych „konkurentów” obecnego arcydzieła można uznać te dwa kawałki „tkanki pająka”, które są przechowywane w jednym z muzeów w Lyonie. Jednak szerokość każdego z nich nie przekracza kilku centymetrów (zdjęcie: AMNH i Dailymail.co.uk).

Dziesięciu pracowników zbierało sieci zwisające z wirujących narządów pająków. W ten sposób od jednego osobnika udało się pozyskać około 25 metrów cennego materiału.

Pearce zauważa, że ​​czternaście tysięcy pająków produkuje około 28 gramów pajęczego jedwabiu, a całkowita waga końcowego kawałka materiału wyniosła aż 1180 gramów!

Chcesz wiedzieć, która tkanina jest najdroższa na świecie, kosztuje około 1 miliona dolarów za 2 metry kwadratowe? M? Jest to materiał o niesamowitym pięknie i niezrównanych cechach jakościowych. Elitarny, super drogi, super wytrzymały i po prostu niesamowity estetycznie - to jest właśnie najdroższy jedwab świata, stworzony... przez pająki.

Z historii powstania jedwabiu pajęczego

Ta historia nie jest nowa; tkanina pajęcza była produkowana w Chinach już w bardzo starożytnych czasach. Oczywiście tylko bardzo zamożni ludzie mogli sobie pozwolić na tak drogie ubrania wykonane z pajęczyn, ponieważ wytworzenie nawet małego kawałka pajęczej tkaniny wymagało ogromnych kosztów pracy i czasu.

Już w XVIII wieku Europejczycy przetestowali metodę tkania tkanin z pajęczyn. Jako producenta takiej nici zaproponowano pająka krzyżowego. Aby wyprodukować nieco ponad 400 gramów przędzy, trzeba było zniszczyć około siedmiuset pająków.

Próba latania za wszelką cenę przez człowieka na początku XIX wieku sprawiła, że ​​świat naukowy powrócił do tematu produkcji wytrzymałej tkaniny pajęczej. Następnie do wykonania balonu podjęto próbę pozyskania jedwabiu pajęczego z dużego pająka madagaskarskiego. Dokładne informacje o wyniku tego eksperymentu nie zachowały się, ale dla wszystkich był jasny fakt, że był on bardzo kosztowny, zarówno pod względem zasobów ludzkich, jak i naturalnych.

Nie hodowali pająków w celu produkcji najdroższego, luksusowego materiału. Okazało się, że stawonogi te nie zakorzeniają się w wielu warunkach naturalnych ze względu na niespójność wilgotności, temperatury i cykliczności sezonowej.

Sukienka i obrus wykonane z pajęczej sieci

Początek XXI wieku upłynął pod znakiem nowych prób pozyskania jedwabiu z pajęczyn.


W 2005 roku Nicholas Goodley i Simon Pearce, którzy prowadzili interesy na Madagaskarze, zamknęli swoją fabrykę zajmującą się produkcją toreb z włókna palmowego i rozpoczęli produkcję jedwabiu z nici pająków tkających kule.

Pierwszym prawdziwie prawdziwym dziełem sztuki był złoty obrus wykonany z pajęczego jedwabiu, ozdobiony lokalnymi ozdobami narodowymi. Warto zauważyć, że tak luksusowy odcień tkaniny zapewnił naturalny kolor sieci tego typu pająka.

Do stworzenia wyjątkowego obrusu o wymiarach 3,4 x 1,2 m wykorzystano sieć miliona pająków. Ciekawostka: 15 000 pająków może wyprodukować jedynie 30 g nici pająka. A jedwab pajęczy firmy Pierce and Goodley waży 1180 g. A najbardziej niezwykła i najdroższa tkanina na świecie o niesamowitym złotym kolorze kosztowała biznesmenów pół miliona dolarów i pięć lat życia.

Ale dziś na świecie są już dwa takie arcydzieła. Drugą była wyjątkowa sukienka peleryna, po raz pierwszy zaprezentowana publiczności w Brytyjskim Muzeum Wiktorii i Alberta w 2012 roku. Założona była tylko raz - do sesji zdjęciowej. Produkcja tak elitarnego i zachwycającego stroju trwała cztery lata i nici milionów pająków tkających kule.

Super mocny jedwab pajęczy – nowoczesne podejście

Wnioski wyciągnięte z kosztownych eksperymentów nad wykorzystaniem pajęczego jedwabiu były w sam raz dla współczesnych naukowców. W końcu nić pająka ma naprawdę wyjątkowe właściwości i jest tak łatwo tworzona przez pająki. Po dokładnym przestudiowaniu składu i procesu wytwarzania pajęczyn, odkryli już, w jaki sposób białko, którego cząsteczki łączą się ze sobą za pomocą wody, po krótkim czasie zamienia się w bardzo mocną nić, której woda nie może już rozpuścić.

Po ujawnieniu tajemnicy tego zjawiska naukowcy otrzymali dziś odpowiedź na główne pytanie - czy możliwe jest syntetyczne wytworzenie jedwabiu pajęczego. I jesteśmy gotowi wykorzystać to odkrycie w różnych obszarach działalności.

Odzież z jedwabiu pajęczego - nowość 2016

Wykonywanie jedwabnych nici pajęczych bez udziału pająków stwarza nowe możliwości wykorzystania pajęczego jedwabiu w tworzeniu odzieży.

Niedawno firma Spiber (Japonia) wraz z jednym z czołowych producentów odzieży sportowej zaprezentowała kurtkę wykonaną z tkaniny będącej syntetycznym analogiem pajęczego jedwabiu.

To pierwszy przykład odzieży wykonanej ze sztucznego białka. Rozpoczęcie sprzedaży Moon Parki zapowiadane jest na koniec 2016 roku. Otwarta pozostaje kwestia choćby przybliżonego kosztu takiego produktu. Ale wszyscy rozumieją, że tylko bardzo zamożni nabywcy będą mogli sobie na to pozwolić (na początku niewątpliwie).


Jedwab pajęczy jest bardzo drogi, oryginalny i niezwykle piękny. Jednakże, dopóki produkcja jedwabiu pajęczego nie osiągnie skali przemysłowej, kupuj przedmioty wykonane z naturalnego jedwabiu, które są nie mniej godne szacunku i zachwycające pod każdym względem!

życzyłbym sobie tylko
mój mały wkład w to,
W krótkim splocie życia
Przynajmniej nić jedwabiu...
Fleur

W te jesienne dni, goniąc po lesie nieostrożnego grzyba, możemy trafić w pułapkę pająka. Oczywiście te sieci nas nie utrzymają, zniszczymy ażurowe sploty - owoc pracy pajęczaka i strząsając pajęczyny z twarzy, rąk czy ubrania, z niezadowoleniem powiemy coś w stylu: „Tutaj wieszali sieci. ” Jednocześnie chyba warto podziwiać ewolucję, która stworzyła pająka i jego sieć – mocną i elastyczną. Jest to materiał na tyle udany, że ludzie już zaczynają go wykorzystywać, i to nie tylko w medycynie transplantacyjnej – szyje się z niego nawet buty sportowe. Firmy produkujące tony sieci (a dokładniej białek tworzących jej skład) rosną jak grzyby po deszczu.

Najtrwalsze spośród elastycznych

Włókna pajęczyny wyróżniają się wyjątkowymi właściwościami mechanofizycznymi. Dzięki swojej wytrzymałości na rozciąganie i elastyczności mogą pochłaniać dużo energii bez pękania. Jeśli pobierzemy próbki o tej samej masie białka pajęczej sieci i syntetycznych włókien aramidowych – kevlarowych, okaże się, że kevlar może przed zniszczeniem pochłonąć trzy razy mniej energii. Głównymi resztami aminokwasowymi białka włóknistego jedwabiu pajęczego są glicyna, alanina i seryna. Wytrzymałość i elastyczność nici ramowych wstęgi o wielkości mikrometrów (czyli promieniowych, w przeciwieństwie do mniej mocnych spiralnych) tłumaczy się faktem, że wewnątrz nich znajdują się sztywne kryształy białka o wielkości kilku nanometrów, połączone elastycznymi wiązaniami peptydowymi . Maksymalna wytrzymałość na rozciąganie gwintu osnowy zwykłego krzyża Araneus diadematus - 1,1–2,7 GPa. Dla porównania: wytrzymałość stali na rozciąganie wynosi 0,4–1,5 GPa, a ludzkiego włosa 0,25 GPa. A zwykły jedwab jest gorszy od jedwabiu pajęczego pod tym wskaźnikiem. Oczywiście pajęczej sieci nie można nazwać ani najsilniejszym, ani najbardziej elastycznym materiałem, ale te właściwości są w niej doskonale zrównoważone.

Zaledwie 15–20 lat temu na świecie istniało nie więcej niż dziesięć grup badawczych, które badały właściwości białek pajęczej sieci i cechy ich powstawania. Teraz takich zespołów jest już kilkadziesiąt, a praktyczne zastosowanie sieci w życiu przybliżają trzy z sukcesem działające firmy biotechnologiczne. Naukowcy odkryli już, w jaki sposób pająki przędą sieci i ustalili specyfikę ich składu, a te szczegóły pozwalają im znaleźć nowe zastosowania dla pajęczyn - od regeneracji tkanki nerwowej po metody pakowania towarów konsumpcyjnych i opracowywanie nowych kompozycji klejących. Lekarzy przyciąga jedwab pajęczy nie tylko jego idealne połączenie wytrzymałości i elastyczności, ale także fakt, że praktycznie nie powoduje odpowiedzi immunologicznej. Białka pajęczyny wykorzystywane są także w laboratoriach biochemicznych – ich łańcuchy można modyfikować związkami o niskiej masie cząsteczkowej, nadając białkom szczególne właściwości.

Głównymi firmami wiodącymi rozwój w tej dziedzinie i już produkującymi ten produkt są Niemcy AM Jedwab, Język japoński Pająk i amerykański (Kalifornia) Gwinty śrubowe. Zwykle od powstania nowej firmy chemicznej tworzącej zasadniczo nowe produkty chemiczne do ich wejścia na rynek i rozpoczęcia sprzedaży mija znacznie więcej czasu.

Od kosmetyków po chirurgię

Arachnofoby nie muszą się martwić. Zakłady produkujące sztuczną sieć nie przypominają farm pająków, w ogóle nie ma tam pająków ani innych stawonogów. Zamiast tego „tkanie sieci” odbywa się za pomocą organizmów transgenicznych zawierających geny kontrolujące ekspresję białek sieci, głównie bakterii i drożdży. Chociaż jedwab pajęczy jest również wytwarzany przez organizmy, po których nie można się tego spodziewać; na przykład istnieje stado genetycznie zmodyfikowanych kóz składających się z pięćdziesięciu głów, które produkują mleko zawierające białka jedwabiu pajęczego. Z jednego litra mleka takiej kozy można wyizolować do 4 gramów tych białek; jednak skuteczniejsze „pająki zastępcze” okazały się bakterie i grzyby.

Na przykład firma AM Jedwab wykorzystuje wersje genetycznie zmodyfikowane E coli. Bakterie hoduje się w dużych kadziach fermentacyjnych, następnie komórki są rozbijane i uwalniane jest białko jedwabiu pajęczego w postaci białego proszku, który można następnie granulować, przekształcać w hydrożel lub we włókna – producenci biosyntetycznego jedwabiu pajęczego sprzedają swoje produkty w wszystkie trzy formy.

Jedna z aktywności AM Jedwab- narzędzia kosmetyczne Jedwabne koraliki I Jedwabny żel z proteinami jedwabiu pajęczego, które zapewniają skórze oddychającą ochronę przed bakteriami i szkodliwymi substancjami w środowisku. Biosyntetyczny jedwab pajęczy jest często reklamowany jako „wegański jedwab” – zwłaszcza dla tych, którzy uważają za niedopuszczalne zabijanie przepoczwarzonych gąsienic jedwabników (najwyraźniej fakt, że aby uzyskać biosyntetyczny jedwab pajęczy, trzeba zabić E coli, nie zasmuca wegan).

Dla kosmetologów sieć biosyntetyczna jest dobra, ponieważ zawarte w niej białka nie wywołują odpowiedzi immunologicznej, a bakterie nie rosną i nie rozmnażają się na ich powierzchni. Właściwości te są jeszcze ważniejsze dla biomedycyny, a determinuje je pierwotna struktura białek. Włókna jedwabiu pajęczego składają się z białek spidroiny, które zawierają powtarzające się sekwencje peptydowe otoczone niepowtarzającymi się pojedynczymi domenami, z których ponad połowa reszt aminokwasowych to glicyna. Być może to właśnie wysoka zawartość reszt glicyny w zewnętrznych domenach spidroin (pozostałe reszty aminokwasowe zlokalizowane są wewnątrz struktury białek pajęczej sieci) sprawia, że ​​jedwab pajęczy jest biokompatybilny. Faktem jest, że glicyna jest najmniejszym aminokwasem, jej grupa boczna, która nie bierze udziału w tworzeniu łańcucha białkowego, składa się z jednego atomu wodoru, co zmniejsza prawdopodobieństwo udziału reszt glicyny w reakcjach chemicznych i interakcjach międzycząsteczkowych. Dlatego komórki nie mogą wiązać się ze spidroinami, dlatego biotechnologiczny jedwab pajęczy nanosi się na powierzchnię wyrobów medycznych, aby spidroiny zapewniły im ochronę biologiczną.

Naukowcy z AM Jedwab opisują eksperymenty, w których białka jedwabiu pajęczego nanoszono na cewniki wykonane z poliuretanu, polistyrenu, polietylenu oraz metali i ceramiki na implanty. Okazało się, że taka powłoka zapewnia dobrą ochronę antybakteryjną i zmniejsza ryzyko powikłań podczas stosowania implantów polisiloksanowych (silikonowych) (Philip H. Zeplin i wsp. Spider Silk Coatings as a Bioshield to Redukcja okołoprotezowego tworzenia się torebek włóknistych // Zaawansowane materiały funkcjonalne, 2014, 24, 2658–2666; doi: 10.1002/adfm.201302813). Biofilmy bakteryjne rosną gorzej na biotechnologicznych powłokach sieciowych niż na teflonie i stali.

Rosnące tkanki biologiczne

Imiennik japońskiej firmy Pająk- Szwedzki Technologie Spibera Nie ma jeszcze żadnych produktów na rynku, jest wciąż w fazie rozwoju i produkuje białka jedynie w ilościach gramowych. Biotechnolodzy tej firmy przedstawili E coli tylko część genu odpowiedzialnego za produkcję spidroin, dzięki czemu bakteria wytwarza białka o wielkości około jednej dziesiątej wielkości rodzimych białek jedwabiu pajęczego. Białka te zostaną wykorzystane do wytworzenia siatkowych lub porowatych rusztowań do ukierunkowanego wzrostu komórek macierzystych, rekonstrukcji tkanki kostnej i gojenia ran. Komórki ssaków z powodzeniem hodowano już w takich matrycach. Niedawno szwedzcy badacze zmodyfikowali swoje jedwabne rusztowanie za pomocą motywu wiążącego charakterystycznego dla glikoproteiny fibronektyny i odkryli, że komórki skóry wiążą się skuteczniej z tą zmodyfikowaną matrycą (Widhe M. i wsp. Motyw naśladujący fibronektynę poprawia wiązanie komórek za pośrednictwem integryny z rekombinowanym jedwabiem pajęczym macierze // Biomateriały, 2016, 74, 256–266; doi: 10.1016/j.biomaterials.2015.10.013).

Komórki hoduje się zazwyczaj na płaskiej powierzchni, ale hodowanie większości narządów i tkanek wymaga trójwymiarowych rusztowań. Trójwymiarowe porowate układy skróconych spidroin z osadzonymi w nich aktywatorami wzrostu komórek imitują macierz tkankową i „oszukują” komórki, powodując ich wzrost w pożądanym kierunku.

Na przykład badacze uczą się hodować w ten sposób małe fragmenty tkanki trzustki, potrzebne w leczeniu cukrzycy. Matryce jedwabiu pająka in vitro może utrzymać stabilność kolonii ludzkich komórek trzustki przez trzy miesiące (Johansson U. i wsp. Przeżycie i wszczepienie wysp trzustkowych jest promowane przez kulturę na funkcjonalizowanych matrycach jedwabiu pająka // PLoS Jeden, 2015, 10, e0130169; doi: 10.1371/journal.pone.0130169). Trójwymiarowa matryca nie tylko zapewniła żywotność komórek, ale także zapewniła ich reakcję na stymulację glukozą poprzez produkcję insuliny. Z biegiem czasu tkanka zwiększała swoją objętość i tworzyło się w niej więcej naczyń (Shalaly N.D. i wsp. Matryce jedwabne sprzyjają tworzeniu się skupisk przypominających wysepki wydzielające insulinę // Biomateriały, 2016, 90, 50–61, doi: 10.1016/j.biomaterials.2016.03.006), co zwiększa szanse na udany przeszczep.

Współpracując z Pająk Z modelu korzysta laboratorium Anny Riesing na szwedzkim Królewskim Uniwersytecie Karolinska ex vivo w celu zbadania cech regeneracji tkanki rdzenia kręgowego w obecności jedwabiu pajęczego. Badania wykazały, że tkanka nerwów obwodowych owiec z powodzeniem rosła na prowadnicach jedwabiu pajęczego (Widhe M. i in. Zaproszony przegląd bieżącego postępu i ograniczeń jedwabiu pajęczego do zastosowań biomedycznych // Biopolimery, 2012, 97, 6, 468–478, doi: 10.1002/bip.21715; Rising A. Kontrolowane zgromadzenia: warunek zastosowania rekombinowanego jedwabiu pajęczego w medycynie regeneracyjnej? // Acta Biomateriały, 2014, 10, 4, 1627–1631, doi: 10.1016/j.actbio.2013.09.030).

Naśladowanie natury

Pająk przędzie swoją sieć za pomocą specjalnych gruczołów pajęczynówkowych - nici powstają z silnie stężonego roztworu białka, z tego roztworu samica pająka może wytworzyć aż siedem rodzajów włókien. Niedawno laboratorium Rising wyprodukowało rekombinowane białka jedwabiu pajęczego, które nie tylko mają powtarzające się sekwencje podobne do białek naturalnych, ale także N- i C-końce charakterystyczne dla spidroiny pająka (Andersson M. i in. Silk Spinning in Silkworms and Spiders // International Journal of Molecular Sciences, 2016, 17, 8, pii: E1290. doi: 10.3390/ijms17081290). Obecnie końcówki N i C większości spidroin biotechnologicznych nie są takie same jak tych naturalnych, a mimo to wielu naukowców, na przykład Thomas Scheibel z Uniwersytetu w Bayreuth, uważa, że ​​jest to początek i koniec łańcucha, które są krytyczne dla tworzenia mocnych włókien z roztworu wodnego (Schacht K. i in. Biofabrication of cell-loaded 3D pajęczego konstruktu jedwabiu // Angewandte Chemie Int. wyd., 2015, 54, 2816–2820; doi: 10.1002/anie.201409846 ).

Obecnie większość laboratoryjnych metod przekształcania białek jedwabiu pajęczego we włókna opiera się na zastosowaniu heksafluoroizopropanolu, toksycznego rozpuszczalnika, który jest nie tylko niebezpieczny, ale może również powoli niszczyć białka i jest kosztowny. Wszystko to wyklucza możliwość jego zastosowania przemysłowego. Niedawno opublikowano metodę, która pozwala na rozpuszczenie spidroin w czystej wodzie i otrzymanie z nich błonnika (Jones J. A. i in. More Than Just Fibres: An Aqueous Method for the Production of Innovative Recombinant Spider Silk Protein Materials // Biomakromolekuły, 2015, 16, 1418–1425; doi: 10.1021/acs.biomac.5b00226). Roztwór do przędzenia włókien można wytworzyć przy użyciu kuchenki mikrofalowej; zakłada się, że rozpuszczanie osiąga się poprzez zastosowanie temperatury i ciśnienia. Firmy opracowujące metody przędzenia włókien z pajęczej nici wymyślają własne podejścia, które nie są publikowane publicznie, ale wolą też rysować sztuczne pajęczyny z roztworu wodnego, minimalizując użycie drogich i niebezpiecznych rozpuszczalników.

Protokół laboratoryjny przetwarzania biotechnologicznego jedwabiu pajęczego obejmuje procedurę sedymentacji i wysalania białek, które ulegają denaturacji. Wytrącone i zdenaturowane białko formuje się następnie w strukturę włóknistą z zawiesiny w roztworze wodno-alkoholowym. Pojedyncze włókna można przędzić w nici zawierające od ośmiu do dwudziestu czterech pasm i takie nici nadają się już do praktycznego zastosowania. Ale firmy niekoniecznie muszą kręcić sieci — do powlekania łatwiej jest zastosować biotechnologiczne spidroiny w postaci proszku lub hydrożelu. Szacuje się, że kilogram białek pająka wystarczy, aby zapewnić powłokę antybakteryjną i antykoagulacyjną kilku milionom (od jednego do dziesięciu – w zależności od wielkości) cewników. Należy mieć nadzieję, że do końca 2017 roku taki sprzęt medyczny będzie testowany na zwierzętach, a w ciągu najbliższych 5 lat część jego próbek uzyska certyfikat amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków (FDA) i zacznie być wykorzystywana w badaniach klinicznych ćwiczyć.

Kostium Spidermana

Sztuczne spidroiny znajdują zastosowanie nie tylko w biomedycynie. Wspomniano już, że wytrzymałość na rozciąganie jedwabiu pajęczego jest wyższa niż wytrzymałości kevlaru, ale niestety zdolność do elastycznego odkształcania się w odpowiedzi na obciążenie mechaniczne nie pozwala nam uważać czystej spidroiny za materiał na „naturalną” kamizelkę kuloodporną . Kamizelka kuloodporna wykonana z pajęczego jedwabiu złapie się i zatrzyma, ale do tego czasu najprawdopodobniej wyjdzie z ciała lub utknie w narządach wewnętrznych wraz z „kamizelką kuloodporną”. Zaletą włókien aramidowych, z których wykonany jest Kevlar, jest właśnie to, że nie odkształcają się. Jednak kompozyty spidroiny z aramidami lub włóknem węglowym całkiem nadają się do produkcji elastycznych i trwałych elementów konstrukcyjnych samochodów lub bezzałogowych statków powietrznych. Istnieją kompozycje rekombinowanego jedwabiu pajęczego z nanocząsteczkami ceramicznymi, które mogą blokować gazy i parę wodną, ​​tworząc idealne materiały do ​​pakowania żywności (Doblhofer E. Structural Insights in Water-Based Spider Silk Protein - Nanoclay Composites o doskonałych właściwościach barierowych dla gazów i pary wodnej // Materiały i interfejsy stosowane ACS, 2016, 8, 25535–25543; doi: 10.1021/acsami.6b08287). Do ich produkcji nie wykorzystuje się substancji toksycznych, białka rozpuszczane są w wodzie, a sam kompozyt jest przezroczysty i biodegradowalny.

Kolejną ważną zaletą jedwabiu pajęczego jest to, że się nie topi. Dlatego tekstylia wykonane z nici pajęczych, naturalnych lub uzyskanych biotechnologicznie, cieszą się zainteresowaniem twórców sprzętu wojskowego. Nylonowe paski współczesnych hełmów żołnierskich i innych elementów odzieży mogą stopić się, a nawet stopić ze skórą, pod wpływem wysokich temperatur, takich jak huki błyskawiczne i granaty, powodując poważne oparzenia. Włókna i tekstylia wykonane ze sztucznych pajęczyn są po prostu zwęglone, co zmniejsza ryzyko dodatkowego narażenia skóry na działanie temperatury – to właśnie interesuje wojsko, które jest skłonne zapłacić więcej, aby zapewnić bezpieczeństwo personelu. Jak dotąd koszt sieci biosyntetycznej jest wysoki, a wśród ubrań w przystępnej kategorii cenowej jest mało prawdopodobne, że w najbliższej przyszłości będzie można znaleźć coś z metką "jedwab pajęczy"(produkty z AliExpress nie liczy się, producenci mogą o nich pisać co chcą). Jednak dwie firmy nadal podejmowały ryzyko wprowadzenia na rynek odzieży wykonanej z biotechnologicznej spidroiny.

I tak we wrześniu 2015 roku powstała firma produkująca odzież sportową do aktywnego wypoczynku Północna twarz zaczął reklamować i testować kurtkę sztormową wykonaną z rekombinowanego jedwabiu pajęczego. Pierwsze próbki mają zostać wydane w tym roku, 2017. Wykonane zostaną z jedwabiu pajęczego japońskiej firmy Pająk. Przedstawiciele firmy twierdzą, że udało im się obniżyć koszt produkcji włókien spidroiny do stu dolarów za kilogram. Aby jednak tkaniny z sieci syntetycznej przestały być elitarne, koszt wytworzenia przędzy powinien być co najmniej taki sam jak naturalnego jedwabiu jedwabnika (30–70 dolarów za kilogram, w zależności od jakości). Firma Pająk ma nadzieję, że cel ten jest w miarę możliwy do osiągnięcia; podobnie myślą także jego konkurenci, opracowując coraz tańsze technologie.

A więc wspomniana już niemiecka firma AM Jedwab wykorzystuje biosyntetyczne białka jedwabiu pajęczego do wytwarzania włókien pod nazwą handlową Biostal(„Biostal”). Kierownictwo AM Jedwab Mamy pewność, że włókno to zostanie wykorzystane do produkcji obuwia i odzieży, a także tekstyliów na siedzenia samochodowe i lotnicze. W 2014 roku Adidas wprowadził linię sportowych butów treningowych wykonanych niemal w całości (poza podeszwą) z włókien Biostal.

W ten sposób lepka pajęczyna leśna przeszła długą drogę, a teraz nowe firmy chemiczne tkają z niej silne sieci, którym udało się rozpocząć produkcję znanego naturalnego materiału i znalazły dla niego wiele zastosowań. Być może za dziesięć lat produkcja sieci biosyntetycznych rozwinie się na tyle, że zapytamy konsultantów w sklepie odzieżowym, z jakiego naturalnego jedwabiu jest wykonana ta bluzka – jedwabnika czy pająka. Naturalnie jedwabne spidroiny będą w dalszym ciągu wplatać swoje sieci w chirurgię, medycynę regeneracyjną, a także w nowe obszary, z których jeszcze nie zdajemy sobie sprawy. Spójrz, pojawi się urządzenie, które będzie mogło wystrzelić nić biosyntetycznej sieci, aby wspiąć się na ściany lub unieruchomić złoczyńców - i co najważniejsze, będzie można to zrobić bez czekania na ukąszenie radioaktywnego zmutowanego pająka.

Śnijmy o stanie nieważkości bluza z dzianiny, wytrzymała jak kamizelka kuloodporna. Jak myślisz, z jakiego włókna można go wykonać? Nigdy nie zgadniesz! Ta bluzka będzie zrobiona na drutach z utworzonej przędzy z sieci!

Pająki tkają sieci, w których łapią sieci i przytulne nory. Młode pająki wyruszają na przygody w pajęczynach w odległe miejsca. A ludzie od wieków próbują nauczyć się wykorzystywać Internet do swoich potrzeb.

Starożytni Chińczycy tworzyli jedwab z pajęczych sieci, Król Słońce miał pończochy i rękawiczki dziane z pajęczego jedwabiu, francuski przyrodnik d'Orbigny nosił spodnie wykonane z pajęczyn.

Mocniejsza od stali, lekka i elastyczna, sieć składa się z cząsteczek białka. Sieć może rozciągnąć się do 40% swojej długości bez pękania i jest tak lekka, że ​​pół kilograma sieci wystarczy, aby owinąć Ziemię.

Udowodniono, że pajęczyny mają również właściwości antyseptyczne i wspomagają gojenie się ran. Duże pająki z rodzaju Nephila słyną z przędzenia ogromnych sieci o średnicy dochodzącej do 8 metrów, których rybacy z wysp polinezyjskich używają do połowu ryb. Na zdjęciach widać te pająki i ich sieci.

Dlaczego więc włóczki o tak niesamowitych właściwościach nie zapełniły sklepowych półek? Pająki ze względu na swój drapieżny charakter są bardzo trudne do rozmnażania w niewoli, jeśli zamierzasz założyć hodowlę pająków, być może po pewnym czasie Twoje zwierzaki będą się po prostu zjadać. Jednak pomimo trudności nie brakuje odważnych dusz tworzących farmy pająków, a japońscy naukowcy obiecują, że wkrótce wypuszczą na rynek produkty wykonane z pajęczych sieci.

A jednak pomimo wszystkich trudności i kosztów pracy istnieją gotowe rzeczy wykonane z pajęczego jedwabiu. Spójrzcie na płaszcz, który zaprezentowali wszystkim na wystawie w Londynie Simon Pearce i Nicholas Goodley.

W tej chwili jest to największy produkt wykonany z pajęczego jedwabiu na świecie, a rzemieślnicy pracowali nad jego stworzeniem przez ponad cztery lata. Wymagało to zebrania sieci ponad miliona pająków.