Zijde is best verbazingwekkend. De vezel, gesponnen uit de cocons van de zijderups Bombyx mori, die uitsluitend op moerbeibladeren smakt, is lichtgewicht, zacht en heeft een mooie glans. Het is ook verrassend sterk voor een natuurlijke vezel, maar onderzoekers hebben een manier gevonden om het nog sterker te maken, waardoor de deur wordt geopend naar nieuwe toepassingen voor zijde.
Wetenschappers van de Tsinghua University in Beijing begonnen moerbeibladeren van zijderupsen te voeden die bedekt waren met een 0, 2 procent oplossing van koolstofnanobuizen of grafeen. Het resultaat, zo meldt Bob Yirka op Phys.org, was zijde die 50 procent meer stress kon weerstaan dan het standaardmateriaal. Het leidde ook elektriciteit bij verwarming tot 1.922 graden Fahrenheit. De resultaten verschijnen in het tijdschrift Nano Letters.
Grafeen werd in 2004 ontdekt en is een wondermateriaal gemaakt van een enkele laag zuivere koolstofatomen. Het is het dunste materiaal dat mogelijk is om te produceren - 200 keer sterker dan staal maar toch zeer flexibel. Nanobuisjes van koolstof, in wezen vellen grafeen die in een cilinder zijn gerold, hebben een enorm potentieel om andere materialen te versterken, dienen als geleiders en transistoren en zelfs om water te reinigen of ontzilten. Het is zo revolutionair dat de ingenieurs die dit verbazingwekkende materiaal hebben ontdekt de Nobelprijs in 2010 hebben gewonnen.
Deze nieuwste vondst is weer een indrukwekkende toepassing van het veelzijdige materiaal. Maar er is nog veel meer te weten over het proces. De onderzoekers weten nog steeds niet hoe het materiaal is verwerkt in de zijde-eiwitten, welk percentage van de nanobuisjes in de zijde terechtkomt en of de nanobuisjes negatieve effecten hebben op de rupsen zelf. Dat is een project voor biologen, vertelt hoofdonderzoeker Yingying Zhang tegen Prachi Patel voor Chemical & Engineering News . Dit nieuwe proces is echter waarschijnlijk milieuvriendelijker dan proberen de zijde na productie met nanobuisjes te besproeien of te coaten, meldt Patel.
Maar de techniek is al eerder geprobeerd. In 2014 produceerden onderzoekers van Donghua University zijde met een toename van 25 procent in sterkte door de wormen meerwandige koolstofnanobuizen te voeden. Yaopeng Zhang, ook van Donghua, probeerde ook zijderupsen titaniumdioxide nanodeeltjes te voeden om hun sterkte en weerstand tegen ultraviolet licht te verbeteren.
Yirka zegt dat de nieuwe zijde kan leiden tot sterkere medische implantaten en kleding ingebed met elektronica. De zijde heeft ook het potentieel om enkele van de eerste in de handel verkrijgbare producten op grafeenbasis te produceren. "Al vele jaren zijn mensen op zoek naar grafeentoepassingen die het mainstream gebruik zullen maken, " vertelt Ravi Silva, een grafeenonderzoeker aan de Universiteit van Surrey, tegen Anthony Cuthbertson van Newsweek . "We komen nu eindelijk op het punt waar deze toepassingen gaan gebeuren."
