クモの糸を模倣した合成素材 — ケブラーの5倍の強度

ソース：https://x.com/YujunWale/status/1946781964419407922

ドイツのバイオテクノロジー研究所で、研究者たちはクモの糸の分子構造を模倣した合成繊維を開発しました。この素材は、ケブラーの5倍の強度を誇り、これまでで最も強靭な柔軟素材です。軽量で水に浮くほどです。

クモの糸は、重量比で鋼鉄よりも強い引張強度と弾力性で長年称賛されてきました。しかし、クモを飼育することは現実的ではありません。そのため、マックス・プランク研究所の研究者は、タンパク質を基にした糸である「プログラム可能なペプチド鎖」を開発しました。この鎖は、原子一つ一つが折り重なってシルクのような螺旋構造を形成します。

合成生物学を用いて、彼らは円網蜘蛛の絹のアミノ酸配列を模倣した配列を設計しました。ナノスピンノズルから押し出されると、糸は密に整列した網目構造を形成し、蜘蛛の巣に見られる層状ベータシート構造を再現します。

その結果、突然の衝撃を受けても破れることのない、長さの2倍まで伸びても切れない糸が誕生しました。また、生分解性、難燃性、耐湿性にも優れています。初期試験では、弾道衝撃を吸収する特性も確認されており、防弾チョッキや航空宇宙用外板に最適な素材として期待されています。

さらに、研究者は糸にセンサー粒子を埋め込む方法を発見し、ストレス、温度、損傷をリアルタイムで検出できる「感じる」素材へと変貌させました。

クモの糸は自然の構築方法を変えました。その合成版が、戦場、宇宙ステーション、甚至いはあなたのシャツの下で、私たちの人生を変えるかもしれません。