Vật Liệu Mới - Tơ Nhện Nhân Tạo Có Thể Thay Thế Nhựa Trong Tương Lai

Trong thế giới của kỹ thuật vật liệu, có hai khái niệm chính là sức mạnh vật chất và khả năng giãn nở. Sức mạnh là khái niệm khá dễ hiểu, còn khả năng mở rộng quan trọng là vì nó cho phép một vật liệu được mở rộng hoặc kéo dài ra, tạo nên nhiều thay đổi hữu ích cho sản phẩm. Cả hai đều là sự đánh đổi cho nhau: một vật liệu mạnh hơn, như thép, sẽ không có khả năng giãn nở cao, chẳng hạn như cao su.

Khoảng cuối tháng 09/2019, các nhà khoa học từ Đại học Aalto và Trung tâm nghiên cứu kỹ thuật VTT của Phần Lan cho biết đã phát triển một loại vật liệu dựa trên sinh học mới, có thể chứa cả hai tính chất trên. Theo đó, họ muốn tạo thành loại vật liệu như tơ nhện nhân tạo và còn bền hơn cả tơ nhện.

Vật liệu mới bắt nguồn từ việc kết hợp các sợi xenlulo từ gỗ và protein giống như từ tơ được tìm thấy trong mạng nhện. Pezhman Mohammadi, một nhà khoa học nghiên cứu tại VTT, cho biết: “Chúng tôi đã sử dụng bột cây bạch dương, chế tạo cho nó thành sợi nano xenlulo và sắp xếp chúng thành một kết cấu cứng. Đồng thời, chúng tôi đã thêm vào mạng lưới xenlulo bằng một ma trận chất liệu như tơ nhện mềm và kết dính”

Nhóm nghiên cứu mô tả kết đạt được là vật liệu rất chắc chắn và có khả năng phục hồi trong tương lai có thể thay thế cho nhựa, như một phần của vật liệu tổng hợp sinh học và trong các ứng dụng y tế, sợi phẫu thuật, công nghiệp dệt may và bao bì. Dù loại tơ được sử dụng trong vật liệu là bản sao chính xác những gì mà nhện tiết ra, nhưng không có con nhện nào được sử dụng để chế tạo vật liệu. Thay vào đó, nó được tạo ra với vi khuẩn có DNA tổng hợp.

Markus Linder, giáo sư tại Đại học Aalto, giải thích: “Vì chúng tôi biết cấu trúc của DNA, chúng tôi có thể sao chép nó và sử dụng nó để sản xuất các phân tử protein tương tự về mặt hóa học với các sợi tơ tìm thấy trong mạng nhện. DNA có chứa tất cả những thông tin”

Loại vật liệu mới rất hứa hẹn, có tiềm năng cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau và nó cũng có thể phân hủy sinh học. Điều đó có nghĩa là nó sẽ không gây hại cho Trái Đất theo cách mà nhựa đang làm như hiện tại. Và sẽ không có một thứ giống với các mảnh nhựa siêu nhỏ được phát tán trên toàn cầu.