Китайские ученые из Юго-Западного университета в Чунцине раскрыли секрет особой прочности натурального шелка, производимого гусеницами тутового шелкопряда. Природный механизм создания шелковых волокон оставался загадкой для науки более 100 лет. Исследование опубликовано в научном журнале Science Bulletin.
Команда вскрыла более 20 тысяч личинок шелкопряда и изучила более одной тысячи соединений, а также пять тысяч комбинаций соединений.
Они выяснили, что на нановолокна шелка особым образом воздействуют ионы металлов, придавая веществу характерную структуру в виде «елочки». За счет этого природный шелк приобретает характерные прочность, вязкость и жесткость. Кроме того, в ходе прядения гусеницы шелкопряда плавно снижают степень кислотности (pH) белкового раствора, что влияет на эластичность получающихся нитей.
У искусственного шелка иная структура, поэтому его характеристики хуже, чем у натурального, объяснили исследователи.
«Наши результаты выявили два знаковых события в шелковой железе во время прядения тутового шелкопряда, а именно: образование нановолокон и их самосборка в высокоупорядоченные структуры узора «елочка», запрограммированные градиентом pH и ионами металлов», — отметил ведущий автор исследования, профессор Хуавей Хэ.
Ранее российские ученые научились делать из шелка заплатки для сосудов.