Нановолокна используются во многих областях, начиная от перевязочных материалов для ран и воздушных фильтров, заканчивая высокопрочными композитными материалами. Теперь ученым удалось разработать более быстрый и простой способ производства таких волокон. И помогли в этом гусеницы шелкопряда.
По мнению исследователей из китайского Сычуаньского университета, существующие методы производства нановолокон, такие как электроспиннинг, являются либо слишком сложными, либо слишком медленными, либо приводят к созданию некачественного, скомканного волокна.
Шелкопряду же безо всяких машин удается быстро и легко производить высококачественные ультратонкие шелковые волокна. Гусеницы делают это очень просто - выделяют свою липкую слюну на поверхность, а затем отклоняют голову назад, вытягивая слюну в длинную нить. Сычуаньские исследователи воссоздали этот процесс, используя технику, известную как микроадгезионно-управляемое прядение (MAG, microadhesion-guided).
Метод включает в себя введение массива микроигл в кусок пены, пропитанный раствором полиэтиленоксида, а затем их вытаскивание. При извлечении игл каждая вытягивает за собой тонкую нить полимера. Эти нити быстро высыхают. В этот момент их можно разрезать и использовать.
Более того, имитируя различные движения головы шелкопряда при производстве его шелковых волокон, можно также создавать различные виды нановолокна.
Например, если иглы просто вытягиваются прямо, волокна являются прямыми и ровными. Однако, если матрица игл качается или вибрирует, волокна пересекаются друг с другом. Если массив поворачивается в ту или другую сторону, когда его тянут назад, нановолокна скручиваются вместе, образуя одно более крупное волокно.
Для некоторых типов нановолокна матрица микроигл вообще не нужна. Просто поместив две смоченные полимером губки вместе, а затем раздвинув их, ученые смогли получить изготовить прямые нановолокна, которые использовались для создания мгновенной повязки, которая затем была наложена на кожу человека. Более того, антибиотик, который был добавлен к полимеру, позволил повязке подавить рост вредных бактерий.
Это простая и изящная технология, которая открывает перед человечеством массу новых интересных возможностей.
Статья об исследовании опубликована в журнале Nano Letters.
