Onderzoekers hebben spinzijde vermengd met grafeen en koolstofbuisjes waardoor het materiaal meer dan drie keer zo sterk is. Het materiaal kan lichtere, sterke dingen maken zoals parachutes of vliegtuigen.

Het web van een spin is gemaakt van een bijzonder materiaal waar materiaalwetenschappers zich al tijden aan vergapen. Spinzijde is namelijk vederlicht maar zeer sterk. De sterkte wordt vaak vergeleken met staal; spindraad heeft doorgaans een sterkte van 1,5 GPa (Gigapascal), terwijl de sterkte van staal varieert van 0,2 tot 2 GPa.

Met zulke bijzondere eigenschappen is het geen wonder dat wetenschappers het materiaal van deze kleine tuinbewoner al decennia proberen na te maken (lees: ‘Spinzijde vrijwel getrouw nagemaakt’). Ook zijn er partijen die claimen dat ze kunstmatige spinrag op industriële schaal kunnen maken (lees: ‘Spinrag uit fabriek’).

 

Grafeen

Wetenschappers uit Engeland en Italië gooiden het over een andere boeg: In plaats van spinrag namaken hebben zij een manier ontdekt om het natuurlijke materiaal zelf nog verder te versterken. Hiervoor lieten zij spinnen een vloeistof met grafeen of koolstofnanobuisjes drinken. Het ‘wondermateriaal’ grafeen en de daaruit afgeleide koolstofnanobuisjes (cilinders van grafeen) staan bekend om hun geringe gewicht en extreme sterkte. De spinnen produceerden na het drinken van het drankje draden waarin het grafeen verwerkt was. Deze draden bleken met een sterkte van 5,4 GPa meer dan drie keer zo sterk dan natuurlijk spinrag. De taaiheid, de mate waarin het materiaal energie kan absorberen bij weerstand, vertienvoudigde zelfs. De versterkte spinrag bereikte een taaiheid van 1570 Joules per gram voordat hij brak, terwijl een normaal spindraad een taaiheid van 150 J/g heeft. Volgens de onderzoekers bestaan er nog geen vezels met een dergelijke hoge taaiheid.

 

Nieuwe producten

Met het kunstmatig verbeteren van spindraad ontstaat een nieuw soort bionisch materiaal. De ontdekking zou kunnen leiden tot extra sterke en lichte producten, bijvoorbeeld in parachutes, beschermende kleding, maar ook in bouwmaterialen of vliegtuigen. Voordat het zover is zijn er echter nog heel wat uitdagingen. Zo is het bijvoorbeeld lastig om het spinrag van de spinnen op industriële schaal te melken.

​Beeld: Flickr