Starodávná vlákna by mohla být již brzy vpřádána do nejmodernější technologie. Nedávné objevy a nové techniky zpracování ukázaly, že hedvábí skýtá průkopnická řešení pro lékařství i elektroniku.
Hedvábí bylo po staletí oslavováno nejen pro svou trvanlivost, ale i pro svou jemnost. Nicméně, toto vlákno - z velké části vyrobené ze zámotků housenky bource morušového, Bombyx mori - nebylo většinou používáno jinak, než na výrobu nití a textilií. Vědci dnes objevili, že za použití biokompatibilních „zelených" způsobů zpracování nám hedvábné zámotky mohou přinést čistou bílkovinu, využitelnou mnoha způsoby.
Výzkumníci například vyvinuli hedvábnou kartu s difrakční optikou, vyrobenou zcela z čistého hedvábí. Když nalévali hedvábný roztok na formy s nanovzorem a nechali roztok uschnout a vykrystalizovat, vznikla tak tenká vrstva, která si zachovala vzor formy. Výsledkem je nezávislá optická součástka, tak ohebná, že může být i svinuta.
Ještě neuvěřitelnější je, že tyto průsvitné membrány se dají bez obav i sníst. Badatelé říkají, že tyto senzory na bázi hedvábí, známé jako „jedlá optika", mohou být brzy používány na potravinách, aby varovaly spotřebitele před možným bakteriálním znečištěním.
„Materiály na bázi hedvábí byly teprve v posledních deseti letech přeneseny ze světa textilních výrobků do rostoucí sítě využití v oblastech vyspělejších technologií," oznamují výzkumníci biomedicínského inženýrství Fiorenzo Omenetto, Ph.D a David Kaplan, Ph.D z univezity Tufts v červencovém vydání časopisu Science.
Kaplan a Omenetto ve své nedávné publikaci vysvětlují, že vývojem hedvábných hydrogelů, povlaků, vláken a houbiček se připravuje půda pro pokrok ve fotonové fyzice a optice, nanotechnologii, elektronice, lepidlech, mikrofluidice (technický obor pro tekutinové proudové zesilovače a prvky pro měřící, regulační a automatizační techniku) a dokonce i pro výrobu hedvábných kostí a vazů.
Hedvábí má své kořeny ve starověké Číně, kde bývaly hedvábné šaty vyhrazeny pouze pro královskou rodinu. Látky vyrobené z hedvábí jsou nejen luxusní, ale také extrémně odolné. Dnes vědci objevili, že vlákna upředená pavouky či housenkami bource morušového slučují vysokou pevnost a roztažnost - vlastnosti, kterých syntetika prostě nemůže dosáhnout.
Není to ale jen síla a odolnost, co dělá hedvábí tak vyhledávaným materiálem. Takovéto materiály jsou biologické a ekologické, protože tvorba hedvábných vláken nespoléhá na složitou či toxickou chemii. Technologie vyvinutá z hedvábí může být dokonce sloučena s živými systémy.
Kaplan a Omenetto věří, že způsoby použití by brzy mohly zahrnovat i odbouratelné a ohebné elektronické displeje senzorů, které by byly biologicky a ekologicky slučitelné, či optické systémy pro léčbu a diagnostiku, které by se daly implantovat přímo do těla.
Pokrok v jedlé optice a implantovatelné elektronice už byl demonstrován jak Kaplanem a Omenettem, tak i Johnem Rogersem na Universitě v Illinoi na Urbana-Champaign a dalšími.
Jak vědci začínají rozmotávat tajemství toho, jak jsou tato jednoduchá vlákna na bázi bílkovin produkována, objevují, že ve vývoji hedvábných vláken hraje roli chemie, molekulární biologie i biofyzika dohromady.
Kaplan a Omenetto nicméně připustili, že výzkumníci se stále potýkají s tím, jak v laboratoři plně replikovat přírodní výrobu hedvábí či jak nejlépe napodobit posloupnost bílkoviny hedvábí pomocí genetického inženýrství, aby navýšili produkci materiálu. Rádi by také hedvábí použili jako modelový polymer, který by jim měl pomoci vyvinout nové druhy syntetických polymerů, jež napodobují ekologickou chemii přírodního hedvábí.
Mezitím výzkumníci vyvíjejí techniky, jak uměle vyrobit protein hedvábí, který by byl totožný se svou přírodní předlohou. Hedvábí se také klonuje a geneticky pěstuje v řadě různých hostitelů, včetně bakterie E. coli, houbách, rostlinách a savcích a prostřednictvím transgenních (geneticky modifikovaných) housenek bource morušového.
„Soudě podle toho, jak se hedvábné materiály nedávno a rychle rozvinuly z použití ve starověkých textiliích do využití v řadě nových, špičkových technologií, očekáváme, že jak budeme získávat odpovědi na tyto zbylé otázky, bude nárůst v použití hedvábí v široké škále aplikací pokračovat," uvedli Omenetto a Kaplan ve svém prohlášení.
