Суперматериал на основе паутины готов к массовому производству

Материаловеды годами изучают паучий шелк в качестве потенциального суперматериала, но за все это время так и не смогли подготовить его к серийному производству. Недавние успехи в производстве синтетического паучьего шелка дали возможность коммерциализировать и, как следствие, обеспечить широкую доступность этого невероятного материала раньше, чем планировалось.

Паучий шелк

Паучий шелк – удивительный материал. Он в несколько раз прочнее стали и кевлара. Благодаря его теплопроводящим свойствам паучий шелк можно использовать во всем, начиная пуленепробиваемыми жилетами и заканчивая электроникой. Однако производство этого материала связано с серьезными трудностями. Вот что по этому поводу пишет научный журнал Chemical & Engineering News (C&EN):

Сбор шелка из пауков, выращенных на фермах, не может рассматриваться как вариант. Поэтому компании, желающие изготовить синтетическую версию паучьего шелка, скопировали соответствующие гены у пауков и внедрили их в кишечную палочку, способную выделять белок. Однако производство искусственного шелка, по прочности имитирующего натуральный, оказалось непростым занятием.

Проблема, с которой пришлось столкнуться потенциальным производителям, состоит в том, что белок не растворяется в воде, а волокно является настолько тонким (нить состоит из 1 500 плетеных прядей), что требуется изобретать новые системы прядения. Многолетние попытки таких крупных компаний, как DuPont и BASF, разработать коммерческую версию искусственного паучьего шелка не увенчались успехом.

Но там, где не преуспели DuPont и BASF, смогла добиться успеха немецкая фирма AMSilk с венчурным капиталом. В штате компании числится всего 25 работников, 22 из которых деятели науки – видно в этом и кроется весь секрет. Для получения шелкового протеина из ДНК паука-крестовика, распространенного на европейском континенте, AMSilk использовала генетически модифицированные образцы кишечной палочки.

В результате немецким специалистам удалось вывести около 20 разновидностей шелковой нити. Последние несколько месяцев AMSilk продает добытый из бактерий протеин паучьего шелка производителям шампуней и косметики, которые используют его в своих продуктах. Косметические средства на основе паучьего шелка придают коже и волосам мягкость и гладкость. Но не думайте, что кремы с протеинами паучьего шелка наделят вашу кожу пуленепробиваемыми свойствами, а волосы прочностью стали, хотя исследования в этом направлении тоже ведутся.

Компания уже передает свое производство на аутсорсинг и заявляет о готовности при необходимости увеличить выпуск продукции.

Это масштабируемая технология. Мы можем выполнить заказ на изготовление 1 тонны материала. 500 килограмм мы уже произвели, — говорит глава AMSilk Аксель Лаймер.

AMSilk надеется, что в ближайшие несколько лет ноу-хау позволит ей генерировать более 10 миллионов долларов товарооборота в год. Позже компания планирует увеличить эту цифру до 100 миллионов.

Лаймер также верит в то, что к концу 2015 года протеин паучьего шелка AMSilk найдет применение в силиконовых протезах для коррекции груди. Белок изменяет свойства имплантата, немного наделяя его гидрофобную поверхность отрицательно заряженными электронами, что помогает снизить реакцию организма на инородное тело. Этот рынок также оценивается двузначным числом с шестью нулями, утверждает Лаймер.

Что касается использования паучьего шелка в текстильной промышленности, то массовое производство такой продукции начнется не раньше 2015 года.

Человечество постоянно изобретает материалы, которые призваны изменить будущее. Таких материалов немного, но они есть. И синтетический паучий шелк лишь один из них.