الصين تصنع ألياف حرير فائقة القوة أقوى بست مرات من الكيفلار

نجح علماء صينيون في تصنيع أول ألياف حرير عنكبوت كاملة من ديدان القز المعدلة وراثيا، وهي أقوى من "أغلب الألياف الطبيعية والاصطناعية" مثل الكيفلار.

حرير عنكبوتي مُنتَج من ديدان القز المُعَدَّلة وراثيًا. تصوير: مي جونبينغ

في دراسة نُشرت في 20 سبتمبر/أيلول في مجلة "ماتر"، أفاد علماء من جامعة دونغهوا في شنغهاي بأن ألياف حرير العنكبوت تتميز بقوة شد عالية ومتانة استثنائية. تبلغ متانة حرير العنكبوت ستة أضعاف متانة الكيفلار، كما أن قوة الشد (القدرة على تحمل الشد عند التمدد) أعلى من النايلون. وصرح مي جون بينغ، الباحث الرئيسي في الدراسة، بأن للألياف الجديدة تطبيقات متعددة، بما في ذلك خيوط الجراحة، والملابس الواقية من الرصاص، والمواد الذكية، وتكنولوجيا الفضاء.

استخدم الفريق أداة تعديل الجينات CRISPR-Cas9 لتعديل بيض دودة القز وراثيًا بإضافة جين لبروتينات حرير العنكبوت. أدى هذا التعديل إلى توهج عيون دودة القز تحت المجهر الفلوري. ولضمان إنتاج دودة القز المعدلة وراثيًا لبروتينات العنكبوت، احتاج الباحثون أولًا إلى فهم بنية الحرير بشكل أفضل. استخدموا نموذجًا لبنية الحرير تم اختباره بنجاح في التجارب.

كان من أكبر التحديات، وفقًا لمي، تحديد كيفية "تحديد موقع" بروتينات العنكبوت حتى تتمكن من التفاعل مع بروتينات دودة القز. وقد أتاحت لهم النمذجة فهمًا أفضل للتعديلات اللازمة لضمان تكامل فعال. وأضاف مي أن جمع ديدان القز المعدلة وراثيًا بنجاح كان تحديًا أيضًا، إذ تطلب الأمر ما يصل إلى 100 بيضة للحصول على بعض ديدان القز المعدلة وراثيًا. كما تتطلب ديدان القز رعاية منتظمة لأنها "تتغذى عدة مرات يوميًا".

حرير العنكبوت صديق للبيئة، وهو أقوى وأكثر مرونة من الألياف الصناعية كالنايلون والكيفلار، التي تتطلب طاقة عالية لإنتاجها وتُلوث البيئة. كما أنه أقوى وأقل هشاشة من الحرير الطبيعي الذي تنتجه ديدان القز. إلا أن إنتاج حرير العنكبوت على نطاق واسع أمر صعب، لأن العناكب آكلة لحوم بعضها البعض، ولا يمكن تربيتها جنبًا إلى جنب بأعداد كبيرة.

حرير العنكبوت الاصطناعي ليس مثاليًا، فحتى أكثر طرق الإنتاج تطورًا لا تستطيع محاكاة بنيته الطبيعية تمامًا، إذ لا يفهم الباحثون آلية غزله تمامًا. كما أن للحرير بشرة واقية طبيعية لا يمكن محاكاتها بالطرق الاصطناعية. وتتشابه الغدد في ديدان القز والعناكب في خصائصها، لذا يحتفظ الحرير الذي أنتجه فريق البحث بخصائصه البنيوية والوقائية.

وفي المستقبل، سوف يستخدم مي وزملاؤه الأحماض الأمينية الاصطناعية لتعديل الحرير وإنتاج نسخ أكثر متانة.

آن كانج (وفقًا لصحيفة ساوث تشاينا مورنينج بوست )

كيف تم اختراع الحرير؟ القرص الصلب مصنوع من الحرير

رابط المصدر: https://vnexpress.net/trung-quoc-tao-ra-soi-to-sieu-cung-ben-gap-6-lan-soi-kevlar-4656424.html