Tufts Üniversitesi’ndeki bilim insanları, yanlışlıkla da olsa, çizgi roman dünyasının sevilen kahramanı Örümcek Adam’ın ağlarına benzer bir teknoloji geliştirdiler. İpek böceği kozalarından elde edilen ipek liflerinden üretilen bu yeni malzeme, havada katılaşarak nesnelere yapışabiliyor ve hatta uzaktan fırlatılarak nesneleri kaldırabiliyor. Bu “örümcek adam teknolojisi”, doğanın ilham verici tasarımlarının bir kez daha teknolojik yeniliklerle nasıl buluşturulabileceğinin çarpıcı bir örneği.
Bilim insanları yanlışlıkla Örümcek Adam ağı üretti
Araştırmacılar, ipek fibroin adı verilen proteini kullanarak bu özel lifleri üretmeyi başardılar. İpek böceği kozalarından elde edilen fibroin, ince iğnelerden geçirildiğinde havada katılaşan ince bir lif haline geliyor ve bu lif, çeşitli yüzeylere yapışabiliyor. Bu keşif, aslında bir tesadüf eseri gerçekleşti. Araştırmacı Marco Lo Presti, son derece güçlü yapıştırıcılar üzerinde çalışırken ipek fibroin çözeltisini kullanıyordu. 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.
Bu yeni teknolojinin en dikkat çekici yanı, ipek liflerinin doğadaki örümcek ağlarından farklı olarak uzaktan fırlatılabilmesi. Örümcekler ağlarını salgıladıktan sonra ağlarını germek için bir yüzeye fiziksel olarak temas etmek zorundayken, bu yeni teknoloji, ipek liflerinin bir cihazdan fırlatılarak uzaktaki nesnelere yapışmasını sağlıyor. Bu da, araştırmacıların bu malzemeyi “süper kahraman esinli” olarak tanımlamasına yol açtı.
İpek fibroin çözeltileri, etanol veya aseton gibi organik çözücülere maruz kaldığında saatler içinde yavaşça yarı katı bir hidrojel oluşturabiliyor. Ancak yapıştırıcı yapımında kullanılan dopaminin varlığı, katılaşma sürecinin neredeyse anında gerçekleşmesini sağlıyor. İpeğe eklenen dopamin ve kitin türevleri sayesinde lifler, oldukça güçlü yapışma ve çekme özellikleri kazanıyor. Liflerin çapı insan saçı kalınlığında olabildiği 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. Geliştirilen teknoloji, kendi ağırlığının 80 katından daha ağır nesneleri kaldırabiliyor.
Her ne kadar bu gelişmeler oldukça etkileyici olsa da, doğal örümcek ipeği, bu çalışmadaki insan yapımı liflerden hala yaklaşık 1.000 kat daha güçlü. Ancak araştırmacılar, bu yeni teknolojinin daha da geliştirilebileceğini ve çeşitli teknolojik uygulamaların önünü açabileceğini düşünüyor. Bu teknoloji, tıp alanında doku mühendisliği, ilaç salınımı ve yaraların kapatılmasında; endüstriyel alanda ise hafif ve güçlü malzemelerin üretilmesinde kullanılabilir. Belki de gelecekte, Örümcek Adam gibi binalar arasında ağlar fırlatarak dolaşmak da mümkün olacak.
