Superstark silkestråd skapad
NYHET
Genom att kombinera silkesproteiner från spindelväv med nanocellulosa från träd har forskare från KTH lyckats utveckla en stark, skal- och hållbar och billig silkestråd. Bland de framtida användningsområdena ser forskare tråden som ett bioaktivt och hållbart material i en rad olika medicintekniska sammanhang.
Med en nypublicerad vetenskaplig artikel i tidskriften ACS Nano kan det konstateras att KTH-forskarna lyckats förena de strukturella och mekaniska egenskaperna hos cellulosa-nanofibriller med de medicinska egenskaperna hos spindeltråd, det senare både svårt och dyrt att framställa på konstgjord väg i större omfattning.
Spindeltrådens lämplighet i medicinska sammanhang har varit känd i många århundranden. Redan under det romerska rikets storhetstid användes spindelväv på sårade soldaters sår. Att producera stora mängder av materialet har emellertid visats mycket kostsamt, och oftast gjorts av icke förnybara råvaror.
My Hedhammar, en av KTH-forskarna, berättar att deras nya material i jämförelse är både billigt och förnybart. Den medicinska tillämpningen är att tråden kan stimulera celltillväxt.
– Silkestråden är signifikant starkare än alla andra av människans tillverkad silkesbaserade material. I alla fall vad vi känner till. Den motsvarar styrkan hos den tråd som spindlar väver, säger Daniel Söderberg, forskare på Wallenberg Wood Science Center vid KTH.
Idag får cellulosa-nanofibriller - som kommer från träd - inte bara uppmärksamhet rent kommersiellt och vetenskapligt då det är ett förnybart material, nedbrytbart, icke-giftigt och tillgängligt i stora volymer. Nanofibriller har också utmärkta mekaniska egenskaper.
Daniel Söderberg berättar att deras material i framtiden har potential att utgöra en byggställning för mänskliga ledband, den förstärkande bandstruktur av trådlik bindväv som förbinder ben.
Istället för att använda spindlar som värddjur för att mjölka dessa på råmaterialet så har forskarna tittat på spindeltrådens DNA och använt informationen härifrån.
– Vi har flyttat en fusionsgen till en lättodlad labbakterie som sedan producerat det funktionaliserade silkproteinet. Detta protein kansk sedan förädlas ytterligare i labmiljö, och adderas till nanofibrillerna för att skapa det starka kompositmaterial som forskarna tagit fram, säger My Hedhammar.
Enligt Daniel Söderberg så använder forskarna bland annat hydrodynamik för att rikta upp fibrernas interna struktur på mikro- och nanonivå. Det är när detta sker som materialet superförmågor, bland annat styrka, kan uppnås.
Text: David Callahan
För mer information, kontakta My Hedhammar på myh@kth.se eller Daniel Söderberg på dansod@kth.se.