Nhện được biết đến là loài tạo ra những loại sợi có độ bền chắc tốt nhất trong tự nhiên, tuy nhiên, để có thể sản xuất với số lượng lớn chúng ta sẽ cần phải nuôi nhốt số lượng lớn để thu sợi. Việc này trên thực tế là một thách thức lớn do nhện là loài khá hung dữ bên cạnh đó việc nuôi nhốt cũng không phải là điều dễ dàng.

Để giải quyết việc này, các nhà khoa học đã nghĩ đến việc kết hợp ADN của nhện vào tằm là giải pháp thay thế, nhưng đây là một quá trình tốn kém và khó mở rộng quy mô.

Gần đây, các nhà khoa học đến từ Đại học Thiên Tân của Trung Quốc đã khám phá ra cách giúp tơ tằm tự nhiên tăng thêm 70% độ bền chắc so với tơ nhện.

Theo đó, các nhà khoa học đã tìm cách loại bỏ một lớp dính bên ngoài và kéo tơ thủ công, theo nghiên cứu xuất bản trên tạp chí Matter hôm 6/10.

"Phát hiện của chúng tôi đảo ngược nhận định trước đây rằng tơ tằm không thể cạnh tranh với tơ nhện về hiệu suất cơ học", tác giả chính của nghiên cứu Zhi Lin, nhà hóa sinh tại Đại học Thiên Tân, nhấn mạnh.

Theo đó, trong khi các nhà khoa học khác kết hợp ADN từ nhện để tạo ra tơ, nhóm của Lin lại muốn sử dụng những con tằm phổ biến, dễ tiếp cận và dễ quản lý hơn. Họ lấy cảm hứng từ việc kéo tơ nhân tạo từ bọc trứng nhện.

Sợi tơ tằm tự nhiên cấu thành từ một sợi lõi được bao bọc bởi keo tơ, điều này cản trở quá trình kéo sợi vì mục đích thương mại. Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học đã đun sôi tơ từ loài tằm phổ biến Bombyx mori trong một bể hóa chất có thể hòa tan chất keo này trong khi giảm thiểu sự phân hủy của protein tơ. Sau đó, nhằm tăng cường độ bền chắc của tơ để kéo sợi, nhóm nghiên cứu đã làm đông đặc tơ trong một bể chứa kim loại và đường.

"Vì tơ tằm có cấu trúc rất giống với tơ bọc trứng nhện, loại tơ trước đây đã được chứng minh là hoạt động tốt trong hỗn hợp kẽm và sắt, chúng tôi đã thử nghiệm phương pháp thay thế này", Lin nói. "Sucrose, một dạng đường, có thể làm tăng mật độ và độ nhớt của bể đông tụ, do đó tác động đến sự hình thành sợi tơ".

Sau khi được kéo thủ công, những sợi tơ mỏng hơn tơ tằm ban đầu, đạt kích thước gần bằng tơ nhện. Khi quan sát dưới kính hiển vi, Lin mô tả chúng: mịn, chắc và chịu lực tốt.

"Hy vọng công việc này sẽ mở ra một cách đầy hứa hẹn để sản xuất lụa nhân tạo hiệu suất cao có lợi nhuận", Lin nói thêm. "Nhóm của chúng tôi đang phát triển thế hệ thứ hai của tơ hiệu suất cao và tối ưu hóa quy trình kéo sợi tự động để cải thiện năng suất và giảm chi phí sản xuất".

Nguồn: Trung Quốc chế tạo thành công sợi siêu bền từ tơ tằm tự nhiên