Forskare har lyckats med bedriften att förvandla vanligt silke från silkesmaskar till ett högpresterande supermaterial. Det nya materialet besitter en styrka som närmar sig Kevlar, men är samtidigt både genomskinligt och biologiskt nedbrytbart.
Traditionell bearbetning av silke är ofta en långsam process som kräver stora mängder kemikalier. Det nya genombrottet, som nyligen publicerats i tidskriften Nature Sustainability, bygger istället på en metod som bevarar fibrernas naturliga hierarkiska struktur genom en kontrollerad enstegsprocess av fusion.
Extrem styrka genom värme och tryck
Nyckeln till det nya materialet, som kallas för "fuserat silke", är en exakt kombination av värme och extremt tryck. Enligt studien sker den optimala omvandlingen vid temperaturer mellan 125 och 215 grader Celsius, under ett tryck som sträcker sig från 1 900 upp till hela 9 800 atmosfärer.
Resultatet är ett tätt och transparent material med imponerande mekaniska egenskaper:
- Seghet: Materialets dragseghet överträffar naturligt ben.
- Ballistiska egenskaper: Dess motståndskraft vid fientlig inverkan är jämförbar med kolfiberförstärkta polymerer som används i flygplan och bilar.
- Optisk transparens: Materialet förblir genomskinligt för synligt ljus.
Framtidens medicinska och tekniska tillämpningar
En av de mest spännande egenskaperna hos det fuserade silket är dess mångsidighet. Chunmei Li från Tufts University, en av medförfattarna till studien, poängterar att materialets optiska transparens gör det relevant för nästa generations trådlösa teknologier och bildbehandlingsutrustning.
Utöver den mekaniska styrkan har materialet testats på möss, där det visat sig vara biologiskt nedbrytbart. Detta öppnar dörren för tillfälliga medicinska implantat som kroppen själv kan bryta ner efter att de tjänat sitt syfte.
Forskarna ser även stor potential för det hållbara materialet inom områden som livsmedelskonservering, energigenerering, sensorer och biomedicinsk teknik. Teamet arbetar nu med att skala upp processen för att kunna skapa mer komplexa former och söker aktivt efter kommersiella partners för att integrera tekniken i framtida produkter.
