Шелковая нить очень прочна, но ученые нашли способ сделать ее еще прочнее. Для этого шелкопрядов кормили карбонными нанотрубками и графеном.

В исследовании, опубликованном в журнале Nano Letters, международная группа ученых описывает эксперимент по усилению шелковой нити на этапе производства. Чтобы включить графен в структуру биополимера, ученые кормили шелкопрядов тутовыми листьямт, сбрызнутыми водными препаратами с содержанием карбонных нанотрубок и графена в концентрации до 0,2%. Более того, оказалось, что усиленный карбоновыми трубками шелк, в отличие от обычного, проводит электрический ток.

У наевшихся нанотрубок гусениц волокно образовывалось так же, как и у обычных — из жидкого биополимера в слюных железах, однако было почти на 50% прочнее. Исследование волокна под микроскопом показало, что углеродные частицы встроились в структуру полимера, сделав ее более упорядоченной.

Ткань из такого усиленного волокна можно использовать для производства износостойких защитных тканей вроде кевлара, а так же в биоразлагаемых медицинских устройствах и носимой электронике.

Гусеница тутового шелкопряда
Гусеница тутового шелкопряда

Раньше ученые научились схожим образом вводить в рацион шелкопрядов красители и антибактериальные добавки. Это оказалось намного эффективнее, чем обрабатывать готовые шелковые нити. Как именно наночастицы и графен обраюатываются в организме насекомых, ученым еще только предстоит выяснить.

Ранее подобные эксперименты проводила группа китайских ученых под руководством ина Шена (Qing Shen), однако размер карбонных трубок, которые они использовали, был существенно меньше, а вместе с ним и эффект. Другие китайские исследователи кормили гусениц оксидом титана и получали сверхпрочное волокно, устойчивое к ультрафиолету.