โดย เกล็นแมคโดนัลด์ เผยแพร่เมื่อ 12 กรกฎาคม 2017ผ้าไหมแมงมุมเทียม เว็บสล็อตแตกง่าย นักวิจัยได้ออกแบบวัสดุที่มีความยืดหยุ่นแข็งแรงและยั่งยืนซึ่งเลียนแบบคุณภาพของผ้าไหมแมงมุมและ ‘ปั่น’ จากวัสดุที่เป็นน้ํา 98 เปอร์เซ็นต์ (เครดิตภาพ: มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์)
ด้วยภาพยนตร์ “Spider-Man” เรื่องใหม่ที่ทําลายสถิติบ็อกซ์ออฟฟิศทุกประเภทในสัปดาห์นี้ ดูเหมือนว่าถึงเวลาที่เหมาะสมสําหรับการอัปเดตเกี่ยวกับการเตรียมผ้าไหมแมงมุมสังเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ
นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาได้พัฒนาเทคนิคในการสร้างผ้าไหมแมงมุมเทียมที่แข็งแรงเป็นพิเศษโดยใช้
กระบวนการผลิตที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมส่วนสุดท้ายนั้นมีความสําคัญเนื่องจากวิธีการที่มีอยู่สําหรับการทําเส้นใยที่ยืดและแข็งแรงมักต้องใช้พลังงานสูงหรือตัวทําละลายที่เป็นพิษ เทคนิคใหม่นี้สามารถผลิตผ้าไหมแมงมุมสังเคราะห์ที่อุณหภูมิห้องโดยใช้น้ําและสารที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเท่านั้นนักเคมีและนักวิจัยด้านวัสดุศาสตร์ให้ความสนใจอย่างมากในใยแมงมุมมานานหลายทศวรรษ มันเป็นหนึ่งในสารมหัศจรรย์ของธรรมชาติที่มีใยแมงมุมบางสายพันธุ์ที่มีความต้านทานแรงดึงมากกว่าเหล็ก
ทีมจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ร่วมมือกันในการวิจัยซึ่งตีพิมพ์ในวันนี้ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciences เงินทุนสําหรับการวิจัยนี้จัดทําโดยสภาวิจัยวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์กายภาพแห่งสหราชอาณาจักร (EPSRC) และ Leverhulme Trust
เส้นใยที่ออกแบบโดยทีมเคมบริดจ์ถูกปั่นจากวัสดุซุปที่เรียกว่าไฮโดรเจลซึ่งขึ้นอยู่กับสูตรทางเคมีประกอบด้วยน้ํามากถึง 98 เปอร์เซ็นต์ ส่วนที่เหลือก 2 เปอร์เซ็นต์ประกอบด้วยซิลิกาและเซลลูโลส ซึ่งเป็นวัสดุธรรมชาติทั้งสองชนิด
โดยการจัดการปฏิสัมพันธ์ทางเคมีที่เฉพาะเจาะจง, นักวิทยาศาสตร์สามารถดึงเส้นใยเดี่ยวยาวออกจากไฮโดรเจล, จัดขึ้นร่วมกันในโครงสร้างโมเลกุลแน่นที่เรียกว่า cucurbiturils. เส้นใยแต่ละเส้นเหล่านี้บางกว่าเส้นผมของมนุษย์ แต่สามารถ “ถัก” เป็นเส้นใยที่หนากว่าได้
”เส้นใย supramolecular เดียวมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณหกไมโครเมตร” Darshil Shah ผู้เขียนร่วมของภาควิชาสถาปัตยกรรมของเคมบริดจ์กล่าวในเมล “ขนของมนุษย์มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 80 ไมโครเมตร และผ้าไหมแมงมุมมีขนาดประมาณห้าไมโครเมตร ในการทําวัสดุถักเรารวมเส้นใยหลายเส้นเข้าด้วยกัน – ระหว่าง 10 ถึง 100 เส้นพูด”
ที่เกี่ยวข้อง: สปอร์ตบรานี้จะตรวจสอบอัตราการเต้นของหัวใจและการชาร์จของคุณในขณะที่คุณเคลื่อนไหว
สิ่งทออุตสาหกรรมทั้งหมดใช้เส้นด้ายหรือถักเปียบางประเภทชาห์กล่าว แต่สูตรของพวกเขาสําหรับผ้าไหมแมงมุมสังเคราะห์มีประโยชน์หลายประการ ข้อได้เปรียบในทันทีที่สุดคือวิธีการของพวกเขาคือเส้นใยที่ประกอบขึ้นเองที่อุณหภูมิห้องซึ่งจัดขึ้นร่วมกันโดย “เคมีของแขกโฮสต์ supramolecular” ซึ่งช่วยให้ผู้ผลิตหลีกเลี่ยงการจัดการกับสารพิษหรือทํางานในความร้อนสูง
ชาห์กล่าวว่ากระบวนการใหม่นี้สามารถใช้ทําสิ่งทอแบบดั้งเดิมได้ แต่ยังเรียกว่า “สิ่งทอทางเทคนิค” ที่แข็งกว่ากางเกงยีนส์ทั่วไปของคุณมาก ตัวอย่างเช่นเส้นใยสามารถทอเป็นเสื้อผ้าทหารที่ทนต่อกระสุนผ้าใบสําหรับเรือหรือผ้าน้ําหนักเบาสําหรับร่มชูชีพและบอลลูนลมร้อน
เส้นใยยังมีการใช้งานทางชีวการแพทย์ที่มีศักยภาพ.
”เนื่องจากเส้นใยทําจากวัสดุธรรมชาติที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ — ซิลิกาและเซลลูโลส — จึงเข้ากันได้ทางชีวภาพอย่างสมบูรณ์” ชาห์กล่าว “มีโอกาสมากมายสําหรับการแสวงประโยชน์ในการใช้งานด้านชีวการแพทย์ที่การดูดซับพลังงานเป็นสิ่งสําคัญ เช่น อุปกรณ์สําหรับการบาดเจ็บที่หลังหรือกระดูกสันหลัง ด้วยการปรับเปลี่ยนทางเคมีและแนะนําวัสดุอื่น ๆ จํานวนเล็กน้อยเราสามารถใช้เส้นใยเหล่านี้เพื่อตรวจจับการใช้งานและการตรวจสอบสุขภาพ”
ที่เกี่ยวข้อง: วัสดุระดับนาโนสามารถป้องกันอุปกรณ์จากสภาพแวดล้อมที่รุนแรงในอวกาศชาห์กล่าวว่ากระบวนการทางเคมีใหม่นี้อาจถูกนํามาใช้เพื่อปรับปรุงเส้นใยสังเคราะห์ชนิดอื่น ๆ ด้วย”เส้นใยสังเคราะห์ที่ผลิตในอุตสาหกรรมต้องพึ่งพาตัวทําละลายที่เป็นพิษและวิธีการพลังงานสูง โดยมีอุณหภูมิสูงกว่า 200 องศาเซลเซียส แม้กระทั่งสูงถึง 1,500 องศาเซลเซียสในกรณีของคาร์บอนไฟเบอร์” ชาห์กล่าว “ในขณะที่เราสามารถผลิตเส้นใยโดยใช้น้ําเป็นตัวทําละลาย และที่อุณหภูมิและความดันแวดล้อม” สล็อตแตกง่าย
