Nya rön om spindeltråd öppnar för industriell användning
Spindeltråd är ett av de starkaste materialen som finns och forskare har under lång tid försökt ta fram konstgjord spindeltråd för exempelvis medicinsk och industriell användning. I en studie som publicerats i Materials Today har nu forskare vid Karolinska Institutet och Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) utvecklat en spindeltråd som kan framställas i större volymer utan starka kemikalier.
– Den mängd spindelstrådsfibrer som vi får fram per odlingsomgång gör det möjligt att spinna kontinuerligt i 75 timmar, vilket resulterar i en 125 km lång fiber. Vår process innebär alltså ett stort steg framåt mot produktion av biomimetiska spindeltrådar för industriellt bruk, säger Anna Rising, senior forskare vid institutionen för biovetenskaper och näringslära, Huddinge, Karolinska Institutet, och studiens sistaförfattare.
Forskningen kring konstgjorda spindeltrådar har resulterat i fibrer som är tillräckligt starka för att de ska fungera för industriella användningsområden, men en utmaning har varit att bakterierna som används i produktionen producerar för små mängder spindeltrådsprotein och de flesta metoder för att spinna fibrer från dessa kräver användning av starka lösningsmedel. Alltså behövs nya metoder för produktion och spinning.
En forskargrupp från Karolinska Institutet och Sveriges lantbruksuniversitet har tidigare lyckats spinna konstgjorda spindeltrådar enligt samma principer som spindeln använder. Nu har samma forskargrupp lyckats skala upp produktionen av spindeltråden.
10x mer spindeltrådsprotein
– I den här studien har vi utvecklat en produktionsmetod som ger tio gånger mer spindeltrådsprotein än vad man tidigare någonsin kunnat åstadkomma, säger Anna Rising.
Forskningsgruppen använder en biomimetisk spinnapparat, som efterliknar hur spindeltråden produceras naturligt, och de fibrer man nu framställer är de segaste konstgjorda spindeltrådsfibrerna hittills som tillverkats med enbart vattenlösningar, utan de starka kemikalier som tidigare behövde tillföras.
Studien har finansierats av European Research Council (ERC), Centrum för innovativ medicin på Karolinska Institutet (CIMED), Vetenskapsrådet, FORMAS, Olle Engkvists stiftelse, och Italian Ministry of Education.
Nyhetsartikeln bygger på ett pressmeddelande från SLU, Sveriges lantbruksuniversitet.
Publikation
”High-yield production of a super-soluble miniature spidroin for biomimetic high-performance materials”, Benjamin Schmuck, Gabriele Greco, Andreas Barth, Nicola M. Pugno, Jan Johansson och Anna Rising. Materials Today, online 8 augusti 2021, doi: 10.1016/j.mattod.2021.07.020.