Sợi được tạo ra từ vi khuẩn: Mạnh hơn thép, dai hơn sợi kevlar

Tơ nhện được cho là một trong những vật liệu bền nhất, dai nhất trên Trái Đất. Giờ đây, các kỹ sư tại Đại học Washington ở St. Louis (Mỹ) đã tạo ra loại protein lai lụa amyloid được sản xuất từ vi khuẩn đã được biến đổi gene dai hơn một số loại tơ nhện tự nhiên.

Trước đây, phòng thí nghiệm của GS Fuzhong Zhang, tại Khoa Năng lượng, Môi trường & Kỹ thuật Hóa học, đã nghiên cứu thành công vi khuẩn tạo ra tơ nhện tái tổ hợp với hiệu suất ngang bằng với các loại tơ tự nhiên về tất cả các đặc tính cơ học quan trọng. 

Nhóm đã sửa đổi trình tự axit amin của protein tơ nhện để giới thiệu các đặc tính mới, đồng thời giữ một số đặc điểm hấp dẫn của tơ nhện, thiết kế lại trình tự tơ bằng cách đưa vào các trình tự amyloid có xu hướng cao để hình thành tinh thể β-nano. Các protein thu được có trình tự axit amin ít lặp lại hơn so với tơ nhện, do đó vi khuẩn đã được biến đổi gene dễ dàng tạo ra một protein amyloid cao phân tử lai với 128 đơn vị lặp lại. 

Protein càng dài, chất xơ tạo thành càng chắc và dai. 128 protein lặp lại tạo ra sợi có độ bền gigapascal (thước đo lực cần thiết để phá vỡ sợi có đường kính cố định), bền hơn thép thông thường. Độ dai của sợi cao hơn sợi kevlar và tất cả các sợi tơ tái tổ hợp trước đó. 

Nguồn: Khoa học & Đời sống