Mi teszi oly különlegessé a selymet?

A természetes selyem, készítse azt pók vagy selyemhernyó, törékeny kinézete ellenére erősebb az acélnál, és egyike a legrugalmasabb anyagoknak: amerikai kutatók most rájöttek csodálatos tulajdonságainak okára.

Az anyag molekuláris szerkezetében rejlik a titok nyitja – írták a Massachusettsi Műszaki Egyetem (MIT) kutatói a Nature Materials című szaklapban a Der Standard című osztrák lap internetes kiadása (www.derstandard.at) szerint.
A selyem elsősorban fehérjemolekulák hosszú láncolataiból áll. Az eleinte rendezetlen láncok egyes helyein pár nanométer vastag kristályok, úgynevezett béta-redők alakulnak ki. Ezeket hidrogénhidak kötik össze, amelyek a természet leggyengébb kapcsolatai közé tartoznak. A kutatók számítógépes modell segítségével megvizsgálták, mi teszi mégis oly erőssé az összeköttetéseket. Megfigyelték, hogy mi történik molekuláris szinten a selyemszál szakadásakor: kiderült, hogy az egymáson halmozódó béta-redők különbözőképp bomlanak fel.

Ha három nanométernél hosszabb a béta-redők halmaza, a hidrogénhidak nyúlása révén elhajlanak. Öt nanométer feletti hossz esetén kezdenek felszakadozni az összeköttetések, de cipzárhoz hasonlóan csak egyenként. Mivel kölcsönösen támasztják egymást, nagy erőket képesek levezetni – magyarázták a kutatók. A három nanométernél rövidebb kristályok terhelés esetén csupán oldalirányba tolódnak el. Ahhoz, hogy a kötések felbomoljanak, mindet egyszerre kellene szétszakítani, ami sokkal nagyobb erőt igényelne.

A selyem tehát minden egyes kötését felhasználja ahhoz, hogy a szakítás energiáját levezesse, míg a többi anyagon, például üvegen, kerámián, kemény műanyagokon az fékezetlenül hasít át.
A kutatás folytatódik, hiszen az eredmények azzal kecsegtetnek, hogy a közeljövőben sikerülhet akár a műselymet is felülmúló anyag létrehozása. A mesterségesen előállított pókfonál az orvoslásban tehetne óriási szolgálatot extrém szakítószilárdságú, maradéktalanul felszívódó varratként. Hannoveri kutatóknak már sikerült pókfonállal áthidalniuk károsodott idegsejteket, de gépkocsik légzsákjában és speciális kötelek anyagaként is hasznát lehetne venni az utánzatnak.