Tissu toile d'araignée. Des malgaches créent la plus grande toile de soie d'araignée au monde
Les officiers et les policiers de l'armée américaine portent des gilets pare-balles lourds et inflexibles à des fins de protection, capables de fournir un niveau de protection adéquat. Cependant, la soie d'araignée de Madagascar est 10 fois plus résistante que le Kevlar, le matériau utilisé dans la plupart des gilets pare-balles.
S'il était possible d'inventer une méthode de production de soie d'araignée à l'échelle industrielle, alors les gilets pare-balles seraient fabriqués à partir d'un matériau léger et ultra-résistant qui pourrait protéger de manière fiable le corps des balles et des éclats d'obus.
Plusieurs décennies après la réalisation des premières expériences dans ce domaine, les scientifiques ont enfin une réelle opportunité de trouver un moyen de fabriquer un gilet de protection en soie d'araignée.
En plus d'être une idée très innovante, cela implique également que les soldats et les policiers seront équipés de gilets pare-balles ultra-légers, flexibles et résistants, capables de résister efficacement aux balles pénétrant dans le corps. Désormais, les soldats américains portent des équipements de protection lourds, encombrants et limitant les mouvements. Ce sont généralement des gilets extrêmement lourds avec au moins deux plaques en céramique conçues pour protéger le haut du corps d'un soldat des fragments de grenades et de balles.
Le principe de fonctionnement d'une armure solide est que la force de réaction de sa surface est équivalente à la force d'impact d'une balle. Cependant, plus l'armure offre de protection, plus le gilet sera lourd et inconfortable. Le gilet pare-balles le plus léger ne peut protéger que contre un projectile de petit calibre, dont la force d'impact est relativement faible. Le niveau de protection des armures solides peut être augmenté en ajoutant des plaques de protection supplémentaires.
Malgré le fait que l'équipement de protection individuelle est très important, néanmoins, des rappels apparaissent assez souvent dans les instructions à la police qu'un agent sans gilet pare-balles a 14 fois plus de risques d'être tué par balle. Les policiers doivent choisir entre la maniabilité, la liberté de mouvement et la possibilité d'être touché par une balle.
Les soldats dans les zones de guerre portent quotidiennement des gilets pare-balles, tandis que les policiers dans les situations moins risquées préfèrent souvent la commodité et la légèreté des gilets pare-balles de sécurité moyenne. La balle, entrant en collision avec la surface du gilet pare-balles, laisse une soi-disant blessure derrière la barrière sur le corps, répartissant la force d'impact sur tous les plans du corps, de sorte qu'elle n'est pas focalisée en un point . Une armure en tissu souple ralentit le vol d'une balle ou d'un éclat d'obus en raison de la présence de plusieurs couches ou fibres entrelacées qui agissent, à la manière d'un filet de pêche, d'une toile d'araignée.
L'armure flexible légère avec un haut niveau de protection inhérent aux gilets pare-balles des soldats des forces spéciales n'était qu'un rêve jusqu'à récemment.
On dit que le tissu Kevlar à armure souple de DuPont est cinq fois plus résistant que l'acier et est largement utilisé par les policiers. Cependant, la résistance de la soie d'araignée est toujours supérieure à celle de ses homologues artificiels et, depuis plusieurs décennies, les scientifiques tentent de créer une armure dans le style de Spider-Man.
Tour à tour, les chercheurs tentent d'assembler une toile d'araignée plus légère et à la fois trois fois plus élastique que le Kevlar, mais aussi cinq fois plus résistante que l'acier industriel. Malgré sa taille et son poids, la soie d'araignée a une capacité naturelle à résister à la force puissante d'un coup.
L'année dernière, un groupe de scientifiques allemands de l'Institut des sciences théoriques de Heidelberg a mené des recherches pour déterminer les composants du mécanisme par lequel la soie d'araignée devient si résistante. Il y a deux étapes clés dans la production d'un tissu de soie d'araignée : un gel doux et visqueux, d'abord contenu dans cavité abdominale araignée, puis il se transforme en un fil très solide lorsque le gel quitte le corps de l'araignée. Les résultats de l'étude, publiés dans le Biophysical Journal, indiquent que les ingrédients qui donnent à la soie son élasticité contribuent également à rendre le fil extrêmement résistant. Et bien que l'utilisation des propriétés de la soie d'araignée à ses propres fins ne semble pas à première vue être une tâche réalisable, néanmoins, l'objectif chéri est encore très loin, et sur le chemin, il n'est pas sans difficultés sérieuses.
Parmi les défis auxquels sont confrontés les scientifiques figure la nécessité de déterminer le génome de la soie d'araignée idéale, ainsi que de trouver un moyen qui permettrait la synthèse d'un élément protéique qui produit la soie, et également de déterminer la méthode de production d'un tel élément protéique. dans les quantités requises.
Pendant assez longtemps, le sujet de la recherche a été le représentant des arachnides les plus dangereux - la veuve noire, dont la toile est le matériau source d'une armure, dont la résistance est supérieure à celle du Kevlar et de l'acier.
Cependant, lors de la reproduction des araignées, les chercheurs ont rencontré un problème : les araignées ne pouvaient pas s'entendre et étaient constamment en inimitié, ne produisant pas assez de matériel. En 2007, des scientifiques de l'Université de Californie ont annoncé qu'ils avaient démêlé le génome de la soie de la veuve noire et qu'ils étaient impatients d'introduire des gènes modifiés dans les plants de tomates, ce qui, selon eux, pourrait conduire à la production de soie d'araignée par les tomates.
Des plants de tomates, des céréales, des bactéries, des levures et même des chèvres ont tous été utilisés, ainsi que des outils techniques, à un moment donné pour tenter de transformer le gel d'araignée en fils solides.
Les vers à soie produisent de la soie fine, mais ils ont un énorme potentiel naturel pour produire jusqu'à un kilomètre de soie en quelques jours. En 1999, l'Institut de technologie Rajamangala de Thaïlande a signalé qu'un gilet pare-balles avait été créé qui utilisait des toiles ordinaires, qui ne nécessitaient pas de coûts de production importants. Au cours des tests, 16 couches de soie ont pu arrêter une balle de 9 mm, et les gilets fabriqués à partir de ce matériau ont réussi à fournir une protection contre les tirs d'armes de calibre .22.
Les auteurs d'une réalisation récente dans ce domaine sont des représentants de l'Université du Wyoming, les résultats de leurs recherches ont paru sur les pages des Actes de l'Académie nationale des sciences. Selon des informations publiées, des chercheurs ont réussi à modifier génétiquement des vers à soie pour développer un mélange de soie de vers et d'araignée aussi résistant que la soie d'araignée.
On pense que le Saint Graal des gilets pare-balles en soie d'araignée sera trouvé lorsque le secret du génome de l'araignée de Madagascar, dont la toile serait 10 fois plus résistante que le Kevlar, sera révélé, une telle découverte permettrait la construction de soie des usines. La soie de l'araignée de Madagascar est considérée comme le matériau le plus durable qui existe sur la planète, elle est 100 fois plus résistante que toute autre soie.
Cette araignée a été découverte à Madagascar l'année dernière, le diamètre de sa toile peut atteindre 25 mètres, un tel matériau est extrêmement élastique et sa capacité à résister à la force d'un impact de balle est trois fois supérieure à celle du Kevlar.
Parachutes, sacs gonflables, vêtements de sport, filets de pêche - la liste des utilisations potentielles de la soie d'araignée est longue.
Il fait actuellement l'objet de recherches pour des utilisations médicales dans les fils de suture chirurgicaux, les tendons et ligaments artificiels solides, et comme composés complémentaires pour la réparation des tissus nerveux qui utilisent la résilience de la soie.
Je résume toutes les informations actuellement connues sur la soie de l'araignée de Madagascar, on peut dire que l'utilisation d'un tel matériau dans les gilets pare-balles de la police sera une révolution dans le domaine de l'équipement des forces de l'ordre.
La technologie, mise au point il y a une centaine d'années par un prédicateur français, a permis de récolter une toile dorée d'un million d'araignées de Madagascar. Un historien britannique et un homme d'affaires américain lui ont confié la création de la plus grande nappe en soie d'araignée au monde. Le chef-d'œuvre artisanal le plus rare sera exposé aux États-Unis et au Royaume-Uni.
Le critique d'art Simon Peers et son partenaire commercial américain Nicholas Godley ont embauché des dizaines de travailleurs pour créer une toile unique mesurant 3,4 mètres sur 1,2.
Un million d'araignées orbes (araignée orbe dorée) appartenant au genre Néphila. Pour la fabrication d'une pièce, peut-être la plus tissu fantaisie le scientifique et entrepreneur a passé près de cinq ans de sa vie et environ 500 000 $.
Goodley, l'actrice américaine Heather Graham et Pierce lors de l'ouverture de l'exposition à l'AMNH le 23 septembre de cette année (invité un grand nombre de et autres invités de marque). Dans leurs mains, bien sûr, ils ont un foulard ordinaire (photo de Will Ragozzino).
Goodley est venu pour la première fois à Madagascar en 1994, où il a créé petite entreprise pour la production de produits à base de fibres de palmier Raphia. En 1999, Nicholas sort sa première collection sacs de mode(apparemment à partir du même matériau), et en 2005, il a fermé l'usine et est complètement passé à la production de "tissu d'araignée" avec Pierce.
L'araignée dorée de Madagascar n'est qu'une des 36 espèces du genre. Néphila. Ces araignées se trouvent sous les tropiques et sont connues pour tisser de grandes toiles dorées (photo AMNH, JohnnyK / Picasa Web).
Goodley a été inspiré pour créer une toile inhabituelle par des histoires sur la façon dont, au 19ème siècle, un directeur français de l'une des provinces de Madagascar a essayé de faire quelque chose de similaire. Cependant, Nicholas ne savait pas avec certitude si ces histoires étaient vraies ou fictives.
Certaines araignées sont mortes de leur propre mort au cours de l'expérience, mais la plupart ont quand même été relâchées. "Nous, sans le savoir, sommes devenus les protecteurs de ces créatures, et j'en suis très heureux, car je les considère dignes des insignes royaux", déclare Goodley (photo ppoggio2 / flickr.com).
En fait, la soie d'araignée n'est pas particulièrement populaire auprès des habitants de Madagascar (et c'est compréhensible, car le ver à soie "standard" est beaucoup plus facile à cultiver). Cependant, au XIXe siècle, les sujets du royaume Merina décident toujours de travailler avec lui. Des produits Web ont été présentés aux membres des familles royales. Il y avait même une tradition spéciale de tissage de fils.
La première machine à obtenir de la soie à partir de 24 araignées a été créée par le prédicateur français Jacob Paul Camboué, qui a travaillé avec eux dans les années 80-90 du XIXe siècle. Cependant, il ne reste aucun morceau de tissu de son travail (photo AMNH).
Le travail de Pierce et Goodley a commencé avec le fait qu'ils ont embauché 70 travailleurs pour collecter des espèces d'araignées près de la capitale de Madagascar, Antananarivo. Nephila madagascariensis.
Seules les femmes créent un réseau solide unique avec teinte dorée. La collecte a eu lieu pendant la saison des pluies, car les arthropodes ne pondent leurs toiles qu'à cette période de l'année (ce qui impose des restrictions supplémentaires sur le processus de production du lin).
Les araignées placent souvent leurs maisons entre les fils téléphoniques et électriques. Parfois, les toiles atteignent une taille si gigantesque qu'elles bloquent facilement une route à une voie (photo Tasumi1968 / flickr.com).
Pour créer une sorte d'usine de filature, les araignées ont été placées dans des chambres spéciales, où elles ont été maintenues immobiles. Il faut dire que Nephila madagascariensis pas venimeux, mais mordant. De plus, ils peuvent s'enfuir ou se manger. "Au début, nous avions 20 femelles, mais nous nous sommes rapidement retrouvés avec trois, bien que très grosses", explique Pierce.
Ainsi, au final, les créatures agitées ont été isolées les unes des autres, tout en augmentant le nombre d'individus vivant dans l'usine en même temps.
Soit dit en passant, les «concurrents» du chef-d'œuvre actuel ne peuvent être considérés que comme ces deux morceaux de «tissu d'araignée» qui sont conservés dans l'un des musées de Lyon. Cependant, chacun d'eux ne dépasse pas quelques centimètres de largeur (photo de l'AMNH et de dailymail.co.uk).
Dix ouvrières ont ramassé les toiles suspendues aux organes tournants des araignées. D'un seul individu, il a ainsi été possible d'obtenir environ 25 mètres de matériau précieux.
Pierce note que quatorze mille araignées donnent environ 28 grammes de soie d'araignée, et le poids total du morceau de tissu final atteignait 1180 grammes !
Voulez-vous savoir quel tissu est le plus cher au monde, à un prix d'environ 1 million de dollars pour 2 mètres carrés. m? C'est un matériau d'une beauté incroyable, des caractéristiques de qualité inégalées. Elite, super cher, super solide et tout simplement incroyable esthétiquement - c'est ça, la soie la plus chère du monde, créée par ... des araignées.
De l'histoire de la création de la soie d'araignée
Cette histoire n'est pas nouvelle, la toile a été produite en Chine à une époque très ancienne. Bien sûr, des vêtements aussi chers trouvés sur le Web ne pouvaient être achetés que par de très personnes riches, car la fabrication même d'un petit morceau de tissu d'araignée nécessitait d'énormes coûts de main-d'œuvre et de temps.Au XVIIIe siècle, les Européens ont testé la méthode de tissage de tissus à partir de toiles d'araignées. Une croix d'araignée a été proposée comme fabricant d'un tel fil. Pour produire un peu plus de 400 grammes de fil, environ sept cents araignées ont dû être détruites.
La tentative de l'homme de décoller à tout prix a ramené le monde scientifique à la question de la production de tissus d'araignées durables au début du 19e siècle. Ensuite pour faire montgolfière Une tentative a été faite pour extraire la soie d'araignée d'une grande araignée de Madagascar. Des informations précises sur les résultats de cette expérience n'ont pas été conservées, mais le fait qu'elle soit très coûteuse tant en termes de ressources humaines que naturelles était clair pour tout le monde.
Ils n'ont pas élevé d'araignées pour produire le tissu d'élite le plus cher. Il s'est avéré que ces arthropodes ne prennent pas racine dans de nombreuses conditions naturelles en raison d'une inadéquation de l'humidité, des indicateurs de température et de la cyclicité saisonnière.
Robe et nappe en toile d'araignée
Le début du 21e siècle est marqué par de nouvelles tentatives d'obtention de soie sur le web.
En 2005, Nicholas Goodley et Simon Pierce, faisant des affaires à Madagascar, ont fermé leur usine de production de sacs à partir de fibres de palmier et ont commencé à fabriquer de la soie à partir du fil d'araignées tissant des orbes.
La première véritable œuvre d'art était une nappe en soie d'araignée dorée, décorée d'ornements nationaux locaux. Il convient de noter qu'une teinte de tissu aussi luxueuse a fourni la couleur naturelle de la toile de ce type d'araignée.
La toile d'un million d'araignées a été utilisée pour créer une nappe unique de 3,4 x 1,2 m. Fait intéressant: 15 000 araignées ne peuvent produire que 30 g de fils d'araignée. Une toile de soie d'araignée de Pierce et Goodley pèse 1180 g et le tissu le plus insolite et le plus cher au monde d'une couleur dorée incroyable coûte aux hommes d'affaires un demi-million de dollars et cinq ans de vie.
Mais aujourd'hui, il existe déjà deux chefs-d'œuvre de ce type dans le monde. La seconde était une robe cape unique, présentée pour la première fois au public au British Victoria and Albert Museum en 2012. Il n'a été porté qu'une seule fois, pour une séance photo. Il a fallu quatre ans et des millions d'araignées orb-web pour produire une tenue aussi élitiste et délicieuse.
Soie d'araignée résistante - Une approche moderne
Les conclusions tirées des expériences coûteuses sur l'utilisation de la soie d'araignée conviennent aux scientifiques modernes. Après tout, le fil d'araignée a des qualités vraiment uniques et il est si facile de créer des araignées. Après avoir soigneusement étudié la composition et le processus de production de la toile, ils ont déjà compris comment une protéine, dont les molécules sont interconnectées à l'aide d'eau, à travers un bref délais devient le fil le plus solide que l'eau ne puisse plus dissoudre.Après avoir révélé le secret de ce phénomène, les scientifiques ont aujourd'hui reçu une réponse à la question principale - est-il possible de fabriquer synthétiquement de la soie d'araignée. Et nous sommes prêts à utiliser cette découverte dans divers domaines d'activité.
Vêtements en soie d'araignée - nouveau 2016
La production de fils de soie de la toile sans la participation d'araignées offre de nouvelles possibilités d'utilisation de la soie d'araignée dans la création de vêtements.Il n'y a pas si longtemps, la société Spiber (Japon), en collaboration avec l'un des principaux fabricants de vêtements de sport, a présenté une veste fabriquée à partir d'un tissu qui est un analogue synthétique de la soie d'araignée.
Ceci est le premier échantillon de vêtements protéinés origine artificielle. Le début des ventes de Moon Parka a été annoncé fin 2016. La question d'au moins le coût estimé d'un tel produit reste ouverte. Mais le fait qu'il ne sera abordable que pour les acheteurs très riches (au début - sans aucun doute), tout le monde comprend.
La soie d'araignée est très chère, originale, incroyablement belle. Cependant, en attendant que la production de soie d'araignée ait atteint une échelle industrielle, achetez des choses en soie naturelle qui n'en sont pas moins respectables et ravissantes à tous points de vue !
Rêvons en apesanteur chemisier en tricot aussi fort qu'un gilet pare-balles. À partir de quelle fibre pensez-vous qu'il peut être fabriqué? Vous ne devinerez rien ! Un tel chemisier sera tricoté à partir de fils créés du net!
Les araignées tissent une toile pour les filets de chasse et un vison douillet. Les jeunes araignées partent sur une toile d'araignée pour des aventures dans des endroits lointains. Et les gens essaient depuis des siècles d'apprendre à utiliser le Web pour leurs propres besoins.
Les anciens Chinois ont créé la soie à partir de toiles d'araignées, le Roi Soleil avait des bas et des gants tricotés à partir de soie d'araignée, le naturaliste français d'Orbigny arborait des pantalons en toile d'araignée.
Plus solide que l'acier, léger et élastique, le tissu est constitué de molécules de protéines. La toile peut, sans se casser, s'étirer jusqu'à 40 % de sa longueur et est si légère qu'un demi-kilo de toile est plus que suffisant pour faire le tour du globe.
Il a été prouvé que la toile possède également des propriétés antiseptiques et favorise la cicatrisation des plaies. Les grandes araignées du genre Nefila sont réputées pour tisser d'immenses filets pouvant atteindre 8 mètres de diamètre, que les pêcheurs des îles polynésiennes utilisent pour attraper du poisson. Sur les photographies, vous ne voyez que ces araignées et leurs toiles.
Alors pourquoi des fils aux propriétés aussi étonnantes n'ont-ils pas rempli les rayons des magasins ? En raison de leur nature prédatrice, les araignées sont très difficiles à reproduire en captivité, si vous allez démarrer une ferme d'araignées, peut-être qu'après un certain temps, vos animaux de compagnie se mangeront simplement. Cependant, malgré les difficultés, il y a des gens courageux qui créent des fermes d'araignées, et les scientifiques japonais promettent de lancer bientôt des produits fabriqués à partir du Web.
Et pourtant, malgré toutes les difficultés et le coût du travail, il existe des choses prêtes à l'emploi en soie d'araignée. Regardez la robe présentée au public lors d'une exposition à Londres par Simon Pierce et Nicholas Goodley.
À l'heure actuelle, il s'agit du plus grand produit en soie d'araignée au monde et des artisans travaillent à sa création depuis plus de quatre ans. Pour ce faire, il a fallu collecter une toile de plus d'un million d'araignées.
La soie d'araignée est un matériau merveilleux avec une légèreté, une élasticité et une résistance incroyable. Dan Widmaier, PDG de Bolt Threads, est convaincu que la soie génétiquement modifiée est l'avenir de l'industrie textile.
En 1709, François Xavier Beaune de Saint Hilaire, président de la Cour des comptes, des droits et des finances de Montpellier en France, offrit au Roi Soleil Louis XIV une paire de chaussettes en soie d'araignée composées de centaines de cocons soigneusement sélectionnés. "Maintenant, la seule difficulté est le processus d'obtention du nombre nécessaire de cocons pour faire quelque chose de valable", a écrit Bon dans une lettre adressée à la Royal Society of Britain la même année. Trois siècles plus tard, la difficulté (pas si insignifiante) a été résolue et les non-royaux ont pour la première fois la possibilité d'acheter un vêtement en soie fine - une cravate vert d'eau, produite en édition limitée de cinquante pièces par Bolt Threads, engagé dans.
Bien sûr, les araignées produisent depuis longtemps de la soie pour leurs propres besoins. Selon Paul Hilliard, auteur de The Private Lives of Spiders ( La vie privée des araignées, cela a été remarqué pour la première fois dans l'état de New York sur le site d'excavation de l'ardoise du Dévonien, vieux de 380 millions d'années : à cet endroit, les paléontologues ont trouvé une partie abdominale fossilisée d'une araignée, ressemblant à une pomme de douche avec vingt trous à travers lesquels les anciennes araignées isolaient les fibres de soie pour ensuite les relier en un seul fil. Depuis lors, les araignées ont développé sept glandes à soie différentes. Les araignées-crabes mâles tissent de la soie semblable à de la vigne avec laquelle lier les femelles avant l'accouplement; les femelles tissent des cocons tubulaires ; les araignées maçonnes sécrètent des gouttelettes collantes spéciales avec lesquelles elles créent des écoutilles articulées à partir de couches de terre et de soie.
Mais le plus pratique est la forme en forme de bulle (ou fil squelettique) que les araignées utilisent pour abaisser et renforcer leurs toiles. Ensemble, ces différentes soies sont utilisées dans la production d'une grande variété de choses : capsules de plongée, auvents et même camouflage. "Une petite tache de soie blanche d'aspect négligé pourrait être confondue avec des excréments d'oiseaux", écrit Hilliard.
Mais une personne est loin de l'habileté des araignées elles-mêmes, si nous parlons de l'utilisation de la soie d'araignée. Selon les scientifiques, les anciens Grecs utilisaient des cocons comme bandages et les pêcheurs de Nouvelle-Guinée tissaient une toile d'araignées tissant des orbes dans un filet. Dans l'industrie du vêtement, des fils de vers à soie plus faibles ont été utilisés. Bon a attribué cela aux préjugés de l'humanité sur les "insectes dégoûtants", mais il serait plus exact de dire que les araignées se sont avérées difficiles à apprivoiser.
Bon note que "l'élevage de jeunes araignées dans la pièce se terminait toujours de la même manière : elles se comportaient de manière hostile et, à la fin, se mangeaient". Ce qui est dommage, car la soie d'araignée est une matière merveilleuse. Connu pour sa résistance, il peut être plus solide que l'acier et plus résistant à la déchirure que le Kevlar i Kevlar Tissu en fibre d'aramide durable.
Une personne peut facilement traverser une toile d'araignée simplement parce que chaque fil a un diamètre de 0,003 millimètre. Si le diamètre atteignait un millimètre entier, alors, apparemment, une telle toile pourrait attraper un hélicoptère aussi efficacement qu'elle attrape maintenant des mouches.
La soie d'araignée a une élasticité et une légèreté exceptionnelles. Certaines soies peuvent s'étirer jusqu'à cinq fois leur longueur d'origine avant de se casser, et un fil assez long pour faire le tour de la terre ne pèserait pas plus d'une livre. Les araignées sont des chimistes capables qui dotent souvent leurs soies de propriétés anti-humidité et antifongiques.
Attirés par cette perspective, quelques amateurs de soie entreprenants ont tenté de suivre les traces de Bon - et tous se sont heurtés au problème de l'échelle. L'anatomiste de la guerre civile Bert Greene Wilder , célèbre pour avoir été le pionnier de l'utilisation du terme «neurone» dans l'imprimé (et pour avoir collecté des cerveaux dans des bocaux), a affirmé avoir été en mesure d'obtenir 150 mètres de fil d'or tissé par un grand ver à soie pendant le service à Folly Île du sud de la Californie.
Encouragé, Wilder a commencé à développer une machine pour extraire la soie, qui ressemblait à de minuscules stocks médiévaux : une planche de bois suspendue fixait la tête et les pattes de l'araignée d'un côté et l'abdomen de l'autre, et une bobine manuelle extrayait la soie. C'était un engin, mais Wilder a admis plus tard qu'il faudrait de la soie à cinq mille araignées pour confectionner une robe. Cent ans se sont écoulés, mais la science n'a pas avancé dans ce domaine. En 1982, des chercheurs de l'Université de Californie du Nord ont publié des revues décrivant un "appareil et une technique pour extraire de force la soie des araignées" - en fait une version améliorée de l'appareil de Wilder qui pourrait abriter des dizaines d'arachnides.
Tissu de fil d'or. Source : Ecouterre.
Puis vint la révolution génétique dans les années 1990, et avec elle la possibilité de doter un ADN moins agressif pour produire de la soie d'araignée. La magnanerie n'était plus nécessaire ; E. coli génétiquement modifié, la levure, les germes de tabac et même les chèvres convenaient. Les restes d'un troupeau de chèvres BioSteel financé par le ministère de la Défense se trouvent maintenant à l'Université de l'Utah, car l'entreprise qui les a élevés pour la production de soie d'araignée a déposé son bilan.
Le problème était que même après avoir éliminé les araignées vivantes de l'équation, le processus restait, selon les mots de Dan Wiedmyer, PDG et co-fondateur de Bolt Threads, "à forte intensité de main-d'œuvre". L'entreprise a décidé de produire de la soie à partir de levure de bière fermentée dans des cuves en acier inoxydable avec de l'eau et du sucre. Le séquençage génétique responsable de la production impliquait deux des quatre molécules qui composent l'ADN, ce qui signifiait que le processus était répétitif et facile à perturber. Expérimentez avec des séquences pour faire sécréter de la levure différents types la protéine de soie était dure.
Widmayer estime que Bolt a travaillé sur 4 000 formules depuis sa création en 2009. "Ensuite, une fois que vous avez terminé la fermentation et que vous avez cette belle protéine, c'est un problème de l'extraire en haute qualité afin que vous puissiez utiliser la protéine comme matière première pour le fil", dit-il. En d'autres termes, la levure devait sortir parfaitement définie pour pouvoir sécréter de la soie, sinon Widmayer et ses collègues auraient dû assembler des cellules individuelles.
Lorsque les protéines de soie ont été séparées de l'eau saturée de sucre et de levure dans des cuves de fermentation, elles ont été purifiées et transformées en poudre. "Le mélange ressemblait à l'une des boissons protéinées", a fait remarquer Widmayer. La solution a ensuite été ajoutée à la poudre jusqu'à ce qu'elle devienne aussi visqueuse que du ciment de caoutchouc; la masse résultante est appelée dope et peut être forcée à travers une filière pour former des fibres.
Dans la nature, l'araignée utilise un mécanisme de poussée et de traction pour transformer sa solution de filature en fil : une chute soudaine de la pression artérielle fait sortir la protéine de soie visqueuse des trous de l'abdomen, puis l'araignée recueille les gouttelettes en brins avec ses pattes et son poids.
"De nombreux processus de routine et de longue haleine peuvent mal tourner pendant le fil", a déclaré Wiedmeier. Tous les ajustements qui affectent la purification des protéines, la viscosité, l'acidité et la température peuvent transformer la dope en une masse collante qui produira des gouttelettes plutôt que des filaments. C'est pourquoi Widmayer est fier que son entreprise ait réussi à produire 50 cravates, chacune avec 90 kilomètres de fil de gaze.
