VIDEO Cum ar putea înlocui mătasea de păianjen materialele plastice de unic­ă folosinţă, ca ambalajele?

Plasticul este unul dintre materialele cele mai utilizate, dar şi care poluează foarte mult. De aceea, cercetătorii de la Universitatea din Cambridge au căutat o soluţie pentru înlocuirea acestuia, mai ales a aceluia folosit pentru produsele de unică folosinţă şi au descoperit că ar putea fi utilă mătasea de păianjen.

Experţii au realizat un polimer sintetic pe bază de plante care imită compoziţia mătăsii de păianjen, dar care nu provine de fapt de la artropodele cu opt picioare. Aceştia au modelat polimerul după modelul mătăsii de păianjen, deoarece au observat durabilitatea şi rezistenţa ei. De pildă, dacă am vedea o pânză de păianjen la dimensiune umană, aceasta ar putea prinde un avion. Mătasea de păianjen este de 5 ori mai puternică decât oţelul şi este considerată unul dintre cele mai rezistente materiale naturale de pe Pământ.

O descoperire făcută din greşeală

În mod ciudat, oamenii de ştiinţă au ajuns să realizeze acest material sintetic în timp ce studiau cu totul altceva: formarea proteinelor şi interacţiunile dintre acestea. Totul a început cu o serie de analize de proteine în laboratorul lui Tuomas Knowles, profesor la Departamentul de Chimie Yusuf Hamied din Cambridge, Marea Britanie. El a vrut să înţeleagă de ce, în unele cazuri, proteinele capătă malformaţii care conduc la apariţia unor boli la om.

„În mod normal, investigăm modul în care interacţiunile proteice ne permit să rămânem sănătoşi şi modul în care interacţiunile neregulate sunt implicate în boala Alzheimer”, a spus Knowles şi a adăugat: „A fost o surpriză să descoperim că cercetarea noastră ar putea aborda şi o mare problemă în ceea ce priveşte sustenabilitatea: poluarea cu plastic”.

Această cercetare legată de proteine i-a determinat pe Knowles şi echipa lui să ia în considerare modul în care materiale precum mătasea de păianjen ar putea fi atât de puternice, având în vedere legăturile lor moleculare slabe. Încurajată de această întrebare, echipa a început să se gândească la felul în care ar putea replica formarea legăturii moleculare a mătăsii de păianjen şi auto-asamblarea în alte proteine.

Cum au realizat specialiştii un material similar plasticului?

La început, experţii au izolat proteine din soia care are o compoziţie moleculară complet diferită de mătasea de păianjen, dar s-a luat în calcul faptul că toate proteinele sunt alcătuite din lanţuri polipeptidice. Deoarece cercetătorii au avut acelaşi material de bază cu care să lucreze, au reuşit să dubleze formarea moleculară densă a mătăsii de păianjen. Ei descriu procesul într-o lucrare apărută în publicaţia „Nature Communications” din data de 10 iunie 2021.

Folosind ingrediente durabile, ca proteinele vegetale, s-a realizat „mătasea de păianjen vegană”, care arată similar cu plasticul, dar care este biodegradabilă şi are potenţialul de utilizare în crearea multor produse.

Experţii fac presiuni să impună noul material pentru a înlocui plasticul

Oamenii de ştiinţă speră ca acest nou material să fie o alternativă eficientă şi ecologică la microplasticul dăunător şi la cel utilizat pentru fabricarea produselor de unică folosinţă de zi cu zi, de la materiale de ambalare la capsule de detergent pentru rufe.

O companie spin-out a Universităţii Cambridge denumită Xampla se concentrează pe înlocuirea plasticului de unică folosinţă şi a microplasticelor şi încearcă să comercializeze tehnologia descoperită. Prin urmare, este posibil ca spre sfârşitul acestui an să intre în uz deja o serie de produse pentru care se folosesc ambalaje create din mătase de păianjen sintetic.