Wetenschappers zoeken naar superzijde. Rupsen kunnen een nieuwe zijdesoort maken met belangrijke extra eigenschappen na een toevoeging van koolstof aan hun voedsel.
Zijde wordt gewonnen uit de cocons van de zijderups (de larf van de zijdemot Bombyx Mori). Na 5.000 jaar van selectief kweken dient deze rups de zijdehandel perfect. Het diertje weeft een cocon van precies 914 meter fijn draad. Scheikundigen en biologen werken nu aan een verbeterde zijdesoort.
Grafeen geeft Superzijde
In een paper in Nano Letters, van de American Chemical Society, beschrijven Chinese chemici de creatie van een nieuwe zijdevezel. Yingying Zhang, de contactpersoon van die groep, en haar collega’s zijn verbonden aan de Tsinghua Universiteit in Beijing.
Aan het moerbeiblad, het voedsel van de zijderupsen, voegen de scheikundigen koolstof nanobuisjes en grafeen toe. (Grafeen is een uiterst dun laagje zuivere koolstof. Het National Graphene Institute in Manchester is wereldberoemd door het onderzoek en de toepassing ervan. Chinese en Britse instellingen werken nauw samen bij de toepassingen van deze stof. Xi Jinpings bezoek aan het National Graphene Institute was een hoogtepunt van zijn Britse reis, vorig jaar.)
De vormen van koolstof komen na toevoeging aan het voedsel van de rupsen in de zijde terecht. Dat geeft een product dat tweemaal zo taai is als normaal. ‘Wij verwachten dat er zo meer mogelijkheden ontstaan voor de grootschalige vervaardiging van supertaaie zijdevezels’, schrijven de onderzoekers.
De zijde-industrie is daar blij mee, want de sector ondervindt concurrentie van synthetische textielsoorten. Die zijn uiterst sterk en kennen allerlei toepassingen waarvoor kracht nodig is (nylon parachutes).
Mogelijkheden
Toepassingen zijn ook mogelijk in beschermende kleding en in geneeskunde die werkt met ingeplant weefsel, prothesen of tatouages voor de diagnose en behandeling van diabetes.
Een andere veelbelovende eigenschap van de nieuwe zijde is dat ze elektrische stroom kan geleiden. Dat zou de superzijde bruikbaar kunnen maken voor sensors en de smart-materialen van de toekomst, zoals draagbare elektronica.
Chinese wetenschappers die met vergelijkbare experimenten bezig zijn juichen het werk van hun collega’s toe. Yaopeng Zhang van de Donghua Universiteit in Shanghai heeft kleine deeltjes titaniumdioxide aan de zijderupsen te eten gegeven. Ook hij ziet hier een ‘gemakkelijke manier om tot de massaproductie van hele sterke zijdevezels te komen’.
Wordt vervolgd
De mogelijkheden hangen echter af van de resultaten die het vervolgonderzoek moet opleveren. Het is bijvoorbeeld nodig zeker te weten dat je rupsen veilig met nanokoolstof kunt voeren. Ook is nog niet duidelijk hoeveel precies van de ingenomen nanokoolstof echt wordt opgenomen in de zijde, en hoe dat gebeurt. De onderzoekers waarschuwen: ‘er blijven veel interessante en belangrijke vragen die we nog niet hebben kunnen beantwoorden over hoe het biologische proces precies verloopt’.
De Volkskrant, Nano Letters, Newsweek, Chemical & Engineering news, Motherboard.vice.com
Voor meer informatie over het gebruik van grafeen en de toekomst van de Chinees-Britse samenwerking lees:
Strength that’s only an atom deep, China Daily 9 september 2016
