Spinnande syntetiskt spindelsilke

Materialforskare har ägnat decennier åt att försöka efterlikna spindelsilke. Vissa av dessa siden är inte bara starkare än stål, utan de har kombinationer av egenskaper som inte finns i syntetiska fibrer som Kevlar som används för skottsäkra västar eller den petroleumbaserade polyestern som finns i kläder.

Överst: Dan Widmaier
Nederst: David Breslauer

Men medan flera företag har producerat konstsilke för småskaliga applikationer, kan det inte användas i stor utsträckning för att skapa nya typer av tuffa, hållbara, lätta, petroleumfria material om det inte kan tillverkas i mycket stora volymer. En startup som heter Bolt Threads, i Emeryville, Kalifornien, kan ha hittat ett sätt.

Två av dess grundare är Dan Widmaier och David Breslauer, som har arbetat med problemet sedan de var doktorander vid University of California, San Francisco och UC Berkeley 2007. De använder syntetiska biologitekniker för att konstruera proteiner som kan vara spunnet till fibrer med egenskaper som de kan ändra beroende på deras kunders behov.

Den mångsidigheten är avgörande. Även om syntetiska fibrer gjorda av petroleum tenderar att vara bra på en sak, kan silke framställas för att passa olika applikationer. Spindlar själva gör detta, finjusterar sitt siden för att göra starka strukturella stöttor för sina nät, klibbiga fläckar för att fånga byten och en tuff lina att hänga i.

På Bolt Threads brygger genmanipulerad jäst silkesproteiner som kan spinnas till fibrer. Egenskaperna hos dessa fibrer kan ändras genom att mixtra med proteinkoncentrationen och temperaturen, spänningen och andra aspekter av spinningsprocessen.

1. Inuti denna jäsningstank producerar genetiskt modifierad jäst spindelsilkeproteiner.

2. Jästen livnär sig på sockerhaltiga råvaror som denna dextros.

3. I en fermentor i forskningsskala i en glasbägare testas olika odlingsförhållanden eller proteiner.

4-5. Bolts slutmål är att tillverka fibrer enligt kundernas specifikationer. Det första steget är att designa ett nytt sidenprotein och teknisk jäst som kan producera det, som dessa experimentella jäst i en inkubator och på petriskålar.

6. Renade spindelsilkeproteiner är redo att göras till fibrer.

7. En del av fibertillverkningsapparaten. Under spinningsprocessen extruderas fibrer från en lösning av protein, körs genom bad och torkas.

8. Denna maskin används för att testa den mekaniska hållfastheten hos experimentella fibrer.

9. Efter att ha snurrats och behandlats spolas silkesfibrerna.

10. Breslauer håller trådar av konstgjord spindelsilke, redo att vävas in i textilier.

Företaget säger att dess första produkter kommer att finnas i konsumentkläder under 2016. Dess fibrer, som är mycket finare än naturmaterial som bomull och starkare än nylon, skulle kunna ge kläder de bästa egenskaperna hos både naturliga och konstgjorda fibrer: de skulle vara mjuka och lätta , samtidigt som den är tillräckligt hållbar för att tvättas flera gånger. Företaget kommer dock inte att specificera vilka egenskaper det strävar efter att uppnå i sina tidiga produkter.

Widmaier och Breslauer säger dock att kläder bara är början - en applikation som bevisar att företaget kan tillverka i stora volymer. Om vi ​​kan få det till den skalan, säger Widmaier, kan vi göra vad som helst.

Dölj