Uporabom paukove svile do novih ekoloških tehnologija

Dok pauci upotrebljavaju svoju svilenu nit kako bi sebi uhvatili ručak, istraživači u OSA (Optical Society) istražuju kako je upotrijebiti kako bi napravili biorazgradivu tehnologiju. Svila koju koriste pauci kako bi pleli svoje mreže je jedna od najjačih prirodnih vlakana,  biorazgradiva te najvažnije, obnovljivi je izvor prirodnog materijala. Naime, nova su istraživanja pokazala kako je prirodna svila dobra ekološka alternativa za manipulaciju svijetlom, kao što se to sada čini kroz staklo ili optičke kabele načinjene od plastike. Uporabom svile istraživači se nadaju doći do novih načina izrade tehnologija koje upotrebljavaju lom svijetla kao što laseri ili fotonički čipovi.

Dva tima fizičara provela su neovisna istraživanja potencijalne fotoničke uporabe ovog materijala. Tim istraživača na čelu s biomedicinskim inženjerom Fiorenzom Omenottom iz Sveučilišta Tuft iz Bostona istražio je mogućnosti izrade proteinskih preparata koji bi mogli koristiti optička svojstva paučje svile kako bi napravili ugradbene senzore i druga biotehnološka sučelja. Drugi tim na čelu s Nolwennom Hubyjem iz CNRS Instituta fizičara iz Rennesa, Francuska, govori o svojstvu paukove svile da provodi svijetlo kroz fotonske čipove, tj. tehnologiji za koju se nadaju da bi mogla biti izvorište biosenzorima baziranima na svili i medicinskim uređajima koji bi se upotrebljavali unutar našeg tijela.

Ugradbeni uređaji zasnovani na svili
Kako bi iskoristili optička svojstva svile, Omenettov tim razvija materijale bazirane na svili koji izgledaju kao da su plastični, no zadržavaju optička svojstva paukove svile. Jedna od prednosti ovog materijala jest da je razgradiv i da ga ljudsko tijelo može apsorbirati. Tako se primjerice može upotrijebiti u izradi senzora koji će biti umetnut na mjesto napukle kosti kako bi se pratilo zarastanje kosti i zatim ga se naprosto pustilo da ga tijelo razgradi. Omenettov tim istražuje širok raspon uporabe ovog materijala, od osnovnog do komercijalnog i ne samo u području ugradbene optike. Također istražuje mogućnosti uporabe svile za ugradnju tehnoloških komponenata u živo tkivo. Njegov je tim nedavno osvojio nagradu INSPIRE (Nadahnuće) odobrenu od Nacionalne zaklade za znanost.

Lom svijetla sa pravom svilom
Hubyjev tim se, za razliku od Omenettovog, usredotočio isključivo na optička svojstva paukove svile kako bi pronašli ekološki način manipulacije svijetla unutar fotoničkih čipova. Kao vodič svijetla svila djeluje slično kao češće korištena staklena mikrovlakna koje prenose svijetlo u čipu. Za razliku od staklenih mikrovlakana koja se moraju zagrijati na određenu temperaturu i čiji je proces izrade skup, svilena paučja vlakna dolaze u obliku spremnim za uporabu i nisu potrebne skupe dodatne prerade. Integrirajući paučju svilu istraživači su otkrili kako svila djeluje ne samo šireći svijetlo, već ga može i usmjeravati i vezati za određene dijelove čipa. Huby se nada kako će njegov rad doprinijeti stvaranju biosenzora koji će detektirati prisustvo nekih molekula ili aktivnost nekog proteina. Primjerice, kako bi svjetlosni valovi prolazili kroz uzorke krvi, molekule bi promijenile svojstva svjetlosnih valova koje bi liječnici mogli mjeriti i opažati.

Oba tima se nadaju kako će njihova otkrića pomoći razvitku ekološki prihvatljivije tehnologije i nadaju se danjim istraživanjima ovog nevjerojatnog prirodnog materijala. „Volim misliti kako smo bacili velik kamen u jezero nadajući se kako će se valovi nastaviti“, kaže za kraj Omenetto.

Izvor: Optical Society of America