Vật liệu siêu bền từ tơ nhện

Tơ nhện vốn đã cứng và nhẹ hơn thép, song giờ đây các nhà khoa học lại tìm ra cách tăng độ cứng của nó lên ba lần bằng cách cho thêm một lượng nhỏ kim loại. 

Ảnh: wikimedia

Kỹ thuật này có thể giúp chúng ta tạo ra loại sợi siêu cứng và các vật liệu cao cấp trong lĩnh vực y tế (xương và gân nhân tạo).

“Nó cũng giúp chúng tôi sản xuất chỉ siêu bền dành cho các ca phẫu thuật”, Seung-Mo Lee, một chuyên gia của Viện nghiên cứu Max Planck về cấu trúc vật lý vi mô (Đức), phát biểu.

Lee và cộng sự phát hiện ra rằng việc bổ sung kẽm, titan và nhôm vào tơ nhện sẽ giúp nó tăng độ cứng và khả năng dát mỏng. Nhóm nghiên cứu phủ một lớp kim loại cực mỏng bên ngoài sợi tơ nhện và tạo điều kiện để một số ion kim loại xâm nhập vào sợi. Sau khi lọt vào bên trong, ion kim loại sẽ tương tác với cấu trúc protein của tơ.

Lee cho biết ông sẽ thử cho thêm một số chất khác như Teflon (một loại polymer nhân tạo), để xem chúng có giúp tơ nhện cứng và dai hơn hay không. Trước đó, một số nghiên cứu cho thấy phân tử kim loại tồn tại trong những phần cứng nhất trên cơ thể vài loài côn trùng. Chẳng hạn, hàm của châu chấu và kiến xén lá đều chứa nhiều kẽm. Kim loại này giúp hàm của chúng cứng và dai.

Giới khoa học đã chú ý tới tơ nhện từ lâu song sản xuất nó ở quy mô lớn không phải việc dễ dàng, vì nhện có xu hướng ăn thịt nhau nếu sống trong điều kiện nuôi nhốt. Do đó, nhiều chuyên gia vật liệu đã tìm kiếm cách chế tạo tơ mà không cần nhện bằng cách bắt chước kỹ thuật xe tơ của chúng.