Bilim insanları yanlışlıkla Örümcek Adam’ın ağlarını üretti

Çizgi roman okuyan ya da Örümcek Adam filmlerini izleyen her çocuk bileğinden ağ fırlatarak oradan buraya atlamak istemiştir. Belki de bu hayal çok da uzak olmayan bir zaman diliminde gerçek olabilir. Tufts Üniversitesi‘nde yapılan yeni bir araştırma, doğanın ilham verici tasarımlarını bir kez daha teknolojik yeniliklerle buluşturdu. İpek böceği kozalarından elde edilen ipek liflerinden yapılan ve havada katılaşarak nesnelere yapışan lif teknolojisi geliştirildi. Bu yeni teknoloji, “örümcek adam teknolojisi” olarak da adlandırılabilecek yapışkan liflerin, uzaktan nesneleri kaldırabilme yeteneği ile dikkat çekiyor.

Tufts Üniversitesi Silklab araştırma laboratuvarında geliştirilen bu teknoloji, doğrudan doğadan ilham alıyor. Örümcekler, karıncalar, arılar, kelebekler gibi birçok canlı ipek üretebiliyor. Bu doğal tasarımdan yola çıkan araştırmacılar, ipek fibroin adı verilen proteinleri kullanarak yapışkan lifler üretmeyi başardı. İpek böceği kozalarından elde edilen fibroin proteini, ince iğnelerden geçirildiğinde havada katılaşan ince bir lif haline dönüşüyor ve bu lif, nesnelere yapışabiliyor.

Şans eseri bir buluş

Araştırmada yer alan bilim insanı Marco Lo Presti, bu teknolojiye ulaşmanın şans eseri olduğunu belirtti. İpek fibroin çözeltisini kullanarak son derece güçlü yapıştırıcılar üzerinde çalışırken tesadüfen ortaya çıkan bir gözlem, projenin temelini oluşturdu. Lo Presti, cam laboratuvar malzemesini asetonla temizlerken, camın dibinde örümcek ağı benzeri bir yapının oluştuğunu fark etti. Bu gözlem, ipek çözeltisinin belirli kimyasal maddelerle etkileşime girdiğinde hızla katılaşabileceğini gösterdi.

Çalışmanın en dikkat çekici yanı, ipek liflerinin doğada gördüğümüz örümcek ağlarından farklı bir şekilde uzaktan fırlatılabilmesi. Normalde örümcekler ağlarını salgıladıktan sonra bir yüzeye fiziksel olarak temas edip ağlarını gererken, bu yeni teknoloji, ipek liflerinin bir cihazdan fırlatılarak uzaktaki nesnelere yapışmasını sağlıyor. Bu da “süper kahraman esinli” bir malzeme olarak tanımlanmasına yol açtı.

İpek fibroin çözeltileri, etanol veya aseton gibi organik çözücülere maruz kaldıklarında saatler içinde yavaşça yarı katı bir hidrojel oluşturabiliyor, ancak yapıştırıcı yapımında kullanılan dopaminin varlığı katılaşma sürecinin neredeyse anında gerçekleşmesini sağladı.

İpeğe eklenen dopamin ve kitin türevleri sayesinde lifler, oldukça güçlü yapışma ve çekme özellikleri kazanıyor. Liflerin çapı insan saçı kalınlığında olabileceği gibi, iğnenin çapına bağlı olarak yarım milimetreye kadar da genişletilebiliyor. Bu teknoloji sayesinde, 12 santimetre mesafeden nesneler kaldırılabiliyor. Örnek olarak bir koza, çelik cıvata, bir neşter veya suyun üzerinde yüzen bir tüp bu liflerle havaya kaldırılabiliyor. Aktarılanlara göre geliştirilen teknoloji kendi ağrılığının 80 katından daha ağır nesneleri kaldırabiliyor.

Örümcek ağları halen çok daha güçlü

Tüm bu gelişmeler etkileyici olsa da doğal örümcek ipeği, bu çalışmadaki insan yapımı liflerden hala yaklaşık 1.000 kat daha güçlü. Ancak biraz daha hayal gücü ve mühendislikle bu yenilik gelişmeye devam edecek ve çeşitli teknolojik uygulamaların önünü açacak potansiyele ulaşacaktır.