Знаете ли вы, что одной самых дорогих тканей в мире считается паучий шёлк. Стоимость одного квадратного метра варьируется в пределах 500 тысяч долларов. Ценообразование основано не столько на уникальных свойствах этого шелка (красота, прочность выше, чем у стали или кевлара, сфера применения от изготовления бронежилетов до электроники), сколько на сложности получения самой нити.
Синтетический паучий шелк
Немного из истории паучьего шелка
Синтетический паучий шелк не относится к разработкам последних десятилетий: в Китае ткань из паутины производили еще много веков назад. По одной из местных легенд шелк был случайно открыт первой супругой императора Хуанг-Ти, который правил 2698-2598 г.г. до нашей эры. Наряды из этого уникального материала были доступны только самым состоятельным людям.
В 18 веке европейцы также предпринимали попытки получить ткань из паутины паука-крестовика. Оказалось, что для получения небольшого отреза ткани необходимы колоссальные затраты: для 400 грамм пряжи уничтожается 700 пауков.
Создавать паучьи «фермы» также оказалось неблагодарным делом: во-первых, членистоногие плохо приживались в других природных условиях, а во-вторых, среди экземпляров, которым все-таки удалось выжить, был замечен высокий уровень каннибализма.
Попытки сделать технологию получения синтетического паучьего шелка более доступной неоднократно предпринимались учеными разных стран. Но значительного успеха удалось добиться только в последние годы.
Три самые успешные попытки создания синтетического паучьего шелка
История первая – японская.
Японский стартап Spiber в 2004 году представил свою уникальную разработку – синтетическая паутина Qmonos. Это был первый успешный опыт получения искусственного фиброина (белок, выделяемый паукообразными) в лабораторных условиях при помощи генной инженерии. Но, несмотря на столь значимое открытие, инвесторы не спешили вкладывать в производство свои «кровные».
Так было вплоть до 2015 года, когда удалось привлечь инвестиций порядка 100 млн. дол. Основную часть этих средств предоставила компания Goldwin, широко известная благодаря своему бренду North Face (верхняя одежда). Первые куртки из синтетического шелка уже были представлены общественности. По словам главы компании Spiber, в случае успеха удастся снизить стоимость 1 кг материала до 100 дол.
История вторая – американская
Исследователи Кембриджского университета разработали принципиально новый подход: получение шелкового волокна из гидрогеля, который на 2% состоит из кремнезема и целлюлозы, скрепленных бесцветным кристаллическим веществом кукурбитурилом, оставшиеся 98% — вода, испаряющаяся в течение получаса после получения волокон.
Химический процесс между элементами дает возможность получать тонкие и сверхпрочные нити гелия, толщиной всего несколько миллионных долей метра. Еще одним уникальным свойством полученных волокон является их способность самовосстанавливаться при комнатной температуре.
Полученное сырье превосходит по прочности другие синтетические ткани, но уступает натуральному паучьему шелку. Но следует также понимать, что для синтетического производства требуется гораздо меньше энергозатрат.
История третья – Америка (часть вторая)
Малоизвестный американский стартап Bolt Threads предложил свой вариант производства синтетического шелка, по своим свойствам близкого к натуральному.
Приступая к работе, инженеры тщательно изучили работу пауков-золотопрядов вида Nephila, и, исходя из собранных данных, создали альтернативный вариант получения шелка с применением генно-инженерных дрожжей и особых микроорганизмов, способных вырабатывать протеин в большом количестве. Всех деталей производства в компании пока не раскрывают.
Первые образцы ткани, полученные таким способом, использовали для производства 50 галстуков (стоимостью 314 дол/шт). К слову, галстуки раздали бесплатно в качестве рекламной кампании. В будущем Bolt Threads планирует производить различную одежду, которая будет иметь уникальные эксплуатационные свойства и доступную стоимость.
Производство синтетических тканей и шелка в частности – это не только способ получения качественных материалов с более низкой себестоимостью, это шанс сократить объемы потребления сточных вод, которые идут на обеспечение нужд текстильной промышленности. Кроме того, это позволит сократить спрос на ткани, в составе которых есть нефтяные продукты.
