Seide ist ziemlich erstaunliches Zeug. Die aus den Kokons der Seidenraupe Bombyx mori gesponnene Faser, die ausschließlich auf Maulbeerblättern frisst, ist leicht, weich und hat einen schönen Glanz. Es ist auch überraschend stark für eine Naturfaser, aber Forscher haben einen Weg gefunden, sie noch stärker zu machen und so die Tür für neue Anwendungen für Seide zu öffnen.
Wissenschaftler der Tsinghua-Universität in Peking begannen mit der Fütterung von Seidenraupen-Maulbeerblättern, die mit einer 0, 2-prozentigen Lösung aus Kohlenstoffnanoröhren oder Graphen bedeckt waren. Das Ergebnis, berichtet Bob Yirka von Phys.org, war Seide, die 50 Prozent mehr Belastungen standhalten konnte als das Standardmaterial. Es leitete auch Elektrizität, wenn es auf 1.922 Grad Fahrenheit erhitzt wurde. Die Ergebnisse erscheinen in der Zeitschrift Nano Letters.
Graphen wurde 2004 entdeckt und ist ein Wundermaterial aus einer einzigen Schicht reiner Kohlenstoffatome. Es ist das dünnste Material, das hergestellt werden kann - 200-mal fester als Stahl und dennoch sehr flexibel. Kohlenstoffnanoröhren, die im Wesentlichen zu einem Zylinder gewalzte Graphenschichten sind, haben ein großes Potenzial, andere Materialien zu stärken, als Leiter und Transistoren zu dienen und sogar Wasser zu reinigen oder zu entsalzen. Es ist so revolutionär, dass die Ingenieure, die dieses erstaunliche Material entdeckten, 2010 den Nobelpreis erhielten.
Dieser neueste Fund ist eine weitere beeindruckende Anwendung des vielseitigen Materials. Aber es gibt noch viel mehr über den Prozess zu wissen. Die Forscher haben noch nicht herausgefunden, wie das Material in die Seidenproteine eingebaut wird, wie viel Prozent der Nanoröhren in die Seide gelangen und ob sich die Nanoröhren nachteilig auf die Raupen auswirken. Das ist ein Projekt für Biologen, sagt der leitende Forscher Yingying Zhang gegenüber Prachi Patel für Chemical & Engineering News . Dieses neue Verfahren ist jedoch wahrscheinlich umweltfreundlicher als der Versuch, die Seide nach der Herstellung mit Nanoröhren zu besprühen oder zu beschichten, berichtet Patel.
Aber die Technik wurde schon einmal ausprobiert. 2014 produzierten Forscher der Donghua-Universität Seide mit einer um 25 Prozent gesteigerten Festigkeit, indem sie die mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren der Würmer fütterten. Yaopeng Zhang, ebenfalls aus Donghua, versuchte ebenfalls, Seidenraupen mit Titandioxid-Nanopartikeln zu füttern, um ihre Festigkeit und Beständigkeit gegen ultraviolettes Licht zu verbessern.
Laut Yirka könnte die neue Seide zu stärkeren medizinischen Implantaten und Kleidung mit eingebetteter Elektronik führen. Die Seide hat auch das Potenzial, einige der ersten im Handel erhältlichen Produkte auf Graphenbasis herzustellen. „Seit vielen Jahren suchen die Menschen nach Graphenanwendungen, die es in den Mainstream schaffen“, sagt Ravi Silva, ein Graphenforscher an der Universität von Surrey, Anthony Cuthbertson bei Newsweek . "Endlich sind wir an dem Punkt angelangt, an dem diese Anwendungen stattfinden werden."
