Neprůstřelné vesty z pavoučích vláken: Americká armáda testuje, zda obleky Spider Silk skutečně dokážou zastavit kulky

Pavoučí vlákna jsou materiál s obrovským potenciálem pro mnohá odvětví. Jejich unikátní vlastnosti jsou předmětem zkoumání již mnoho let. Vážné překážky v umělém odchovu pavouků však brání přirozenému získávání pavoučích vláken, a proto bylo nejdříve potřeba vyvinout biotechnologickou metodu, která umožní průmyslovou výrobu pavoučího hedvábí. Dosavadní snahy o využití standardních produkčních metod rekombinací proteinů, jimiž jsou vlákna tvořena, byly úspěšné jen částečně.

Unikátní vlastnosti pavoučího hedvábí

Doposud se pavoučí vlákna využívala například v některých optických přístrojích. Jedinečné vlastnosti tohoto polymeru jsou dány obsaženou vodíkovou vazbou, hydrofobní povahou proteinů a výraznou schopností krystalizace. Hedvábí je nerozpustné ve většině rozpouštědel, včetně vody, zředěné kyseliny nebo zředěných alkalických roztoků. Vlákna jsou tvořena v abdomenu pavouka při pokojové teplotě a běžném tlaku, přičemž hlavní suroviny pochází z potravy pavouka, převážně z much a cvrčků.

iZdroj fotografie: Depositphotos

Vyrobit vlákna, která by měla stejné vlastnosti jako ta pavoučí, je však velice obtížné. Pavouci totiž nevytvářejí jen jeden typ proteinového vlákna, naopak – vlákna se liší podle toho, k čemu jsou určena. Pavučiny jsou tvořeny z vláken různých vlastností, od pružných, přes lepivá, suchá a nepružná vlákna až po hmotu připomínající lepidlo, která slouží k ukotvení pavučiny.

Dokonce vlákno samotné je tvořeno sekcemi, které mohou mít rozdílné vlastnosti, a sekcemi, jež zahrnují charakteristiky všech sekcí vlákna dohromady. Biologická laboratoř, která by byla schopná v okamžiku změnit jeden typ proteinového vlákna na jiný, dosud neexistuje. Výroba syntetické pavučiny je však předmětem zkoumání již několik let a některé laboratoře se k cíli dostaly již velmi blízko.

Neprůstřelné vesty i horolezecká lana

Společnosti Nexia Biotechnologies se podařilo vyvinout materiál z proteinů, které tvoří pavoučí hedvábí. Materiál je úspěšně získáván z obyčejných koz domácích, byť geneticky modifikovaných. Bylo dosaženo toho, že kozy produkují pavoučí proteiny ve svém mléce. Bílkoviny jsou následně z mléka extrahovány a po pročištění jsou z nich utkána mikrovlákna. Tento materiál, nesoucí název Bio-ocel, by měl být biologicky odbouratelný a stejně šetrný k životnímu prostředí jako přírodní pavoučí vlákna.

Historicky první neprůstřelné vesty byly vyráběny z několika vrstev hedvábí. Nový materiál, pavoučí hedvábí, se pyšní mnohem větší odolností a pevností, zároveň je však také výrazně pružnější a lehčí. Právě tyto jedinečné vlastnosti by chtěla armáda využít při výrobě příští generace neprůstřelných vest a horolezeckých lan. Kombinace pavoučího hedvábí s kevlarem, materiálem z para-aramidového vlákna, který je využíván k výrobě moderních neprůstřelných vest, by mohla přinést velice zajímavé výsledky.

Zdroje: Theconversation, Iflscience