Chất liệu của tương lai: Kết hợp giữa sợi gỗ và… tơ nhện?

Vật liệu độc đáo này vượt trội so với hầu hết các vật liệu tổng hợp và tự nhiên ngày nay nhờ có độ bền và độ cứng cao, kết hợp với độ dẻo dai tăng.

Đạt được sức mạnh và khả năng mở rộng cùng một lúc cho đến nay là một thách thức lớn trong kỹ thuật vật liệu. Đơn giản vì tăng sức mạnh có nghĩa là mất khả năng mở rộng và ngược lại.

Tơ là một loại protein tự nhiên cũng có thể được sản xuất tổng hợp. Nó có khả năng tốt và khả năng linh hoạt.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu của Đại học Aalto và Trung tâm nghiên cứu kỹ thuật VTT của Phần Lan đã thành công trong việc vượt qua thử thách này.

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một vật liệu dựa trên lý thuyết sinh học thực sự mới bằng cách dán các sợi cellulose gỗ và protein tơ tằm được tìm thấy trong các sợi mạng nhện.

Kết quả là một vật liệu rất chắc chắn và có khả năng đàn hồi có thể được sử dụng trong tương lai. Đây như là một sự thay thế cho nhựa hay là một phần của vật liệu tổng hợp sinh học và trong các ứng dụng y tế, sợi phẫu thuật, ngành dệt may, bao bì.

Theo giáo sư Markus Linder của Đại học Aalto, thiên nhiên cung cấp các thành phần tuyệt vời để phát triển các vật liệu mới, chẳng hạn như cellulose vững chắc và dễ dàng có sẵn, lụa dẻo được sử dụng trong nghiên cứu này. Ưu điểm của cả hai loại vật liệu này là không giống như nhựa, chúng có khả năng phân hóa sinh học và không gây hại cho thiên nhiên giống như vi nhựa.

Linder cho biết: “Các nhà nghiên cứu của chúng tôi chỉ cần có khả năng tái tạo các tính chất tự nhiên này. Vì chúng tôi biết cấu trúc của DNA, chúng tôi có thể sao chép nó và sử dụng nó để sản xuất các phân tử protein tơ tằm tương tự như được tìm thấy trong các chuỗi mạng nhện.

Các nhà khoa học tiết lộ đã sử dụng bột cây bạch dương, phá vỡ nó thành các sợi nano cellulose và sắp xếp chúng thành một giàn cứng. Trong khi đó, tơ là một loại protein tự nhiên được bài tiết bởi động vật như tằm và cũng được tìm thấy trong các sợi mạng nhện. Tuy nhiên, tơ nhện được các nhà nghiên cứu của Đại học Aalto sử dụng không thực sự được lấy từ mạng nhện mà thay vào đó được sản xuất bởi các vi khuẩn có DNA tổng hợp.

“Chúng tôi biết cấu trúc của DNA, chúng tôi có thể sao chép nó và sử dụng nó để sản xuất các phân tử protein tơ tương tự như được tìm thấy trong các chuỗi mạng nhện. DNA có tất cả thông tin này chứa trong nó”, Linder giải thích.

Minh Long

Theo Scitech Daily