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Spinnen von synthetischer Spinnenseide
Materialwissenschaftler haben Jahrzehnte damit verbracht, Spinnenseide nachzuahmen. Einige dieser Seiden sind nicht nur stärker als Stahl, sondern haben auch Kombinationen von Eigenschaften, die in synthetischen Fasern wie Kevlar, das für schusssichere Westen verwendet wird, oder dem Polyester auf Erdölbasis, das in Kleidung zu finden ist, nicht zu finden sind.
Oben: Dan Widmaier
Bottom: David Breslauer
Aber obwohl mehrere Unternehmen Kunstseide für kleine Anwendungen hergestellt haben, kann sie nicht weit verbreitet verwendet werden, um neue Arten von robusten, haltbaren, leichten, erdölfreien Materialien herzustellen, es sei denn, sie kann in sehr großen Mengen hergestellt werden. Ein Startup namens Bolt Threads in Emeryville, Kalifornien, könnte einen Weg gefunden haben.
Zwei seiner Gründer sind Dan Widmaier und David Breslauer, die seit ihrer Promotion an der University of California, San Francisco und der UC Berkeley im Jahr 2007 an dem Problem arbeiten zu Fasern versponnen, deren Eigenschaften sie je nach Kundenwunsch verändern können.
Diese Vielseitigkeit ist entscheidend. Während synthetische Fasern aus Erdöl in der Regel in einer Sache gut sind, kann Seide für verschiedene Anwendungen umgestaltet werden. Spinnen selbst tun dies, indem sie ihre Seide fein abstimmen, um starke strukturelle Streben für ihre Netze, klebrige Stellen zum Fangen von Beute und eine harte Schnur zum Aufhängen zu schaffen.
Bei Bolt Threads brauen gentechnisch veränderte Hefen Seidenproteine, die zu Fasern gesponnen werden können. Die Eigenschaften dieser Fasern können durch Herumbasteln an der Proteinkonzentration und der Temperatur, Spannung und anderen Aspekten des Spinnprozesses verändert werden.
1. In diesem Gärtank produzieren gentechnisch veränderte Hefen Spinnenseidenproteine.
2. Die Hefe ernährt sich von zuckerhaltigen Ausgangsmaterialien wie dieser Dextrose.
3. In einem Fermenter im Forschungsmaßstab innerhalb eines Becherglases werden verschiedene Wachstumsbedingungen oder Proteine getestet.
4-5. Das ultimative Ziel von Bolt ist es, Fasern nach Kundenspezifikation herzustellen. Der erste Schritt besteht darin, ein neues Seidenprotein und eine technische Hefe zu entwerfen, die es produzieren kann, wie diese experimentelle Hefe in einem Inkubator und auf Petrischalen.
6. Gereinigte Spinnenseidenproteine können zu Fasern verarbeitet werden.
7. Teil der Faserherstellungsvorrichtung. Beim Spinnprozess werden Fasern aus einer Proteinlösung extrudiert, durch Bäder geführt und getrocknet.
8. Diese Maschine wird verwendet, um die mechanische Festigkeit von experimentellen Fasern zu testen.
9. Nach dem Spinnen und Behandeln werden die Seidenfasern gespult.
10. Breslauer hält Fäden aus künstlicher Spinnenseide bereit, um sie zu Textilien zu verweben.
Das Unternehmen sagt, dass seine ersten Produkte im Jahr 2016 in Verbraucherbekleidung zu finden sein werden. Seine Fasern, die viel feiner als natürliche Materialien wie Baumwolle und stärker als Nylon sind, könnten Kleidungsstücken die besten Eigenschaften sowohl von Natur- als auch von Kunstfasern verleihen: Sie wären weich und leicht , während es haltbar genug ist, um es wiederholt in die Wäsche zu werfen. Das Unternehmen wird jedoch nicht angeben, welche Eigenschaften es in seinen frühen Produkten erreichen möchte.
Widmaier und Breslauer sagen jedoch, dass Kleidung nur der Anfang ist – eine Anwendung, die beweist, dass das Unternehmen große Mengen produzieren kann. Wenn wir es in diese Größenordnung bringen, sagt Widmaier, können wir alles schaffen.