علماء صينيون يُحفّزون دودوة القز لإنتاج حرير مُوصّل للكهرباء وضدّ الاحتراق

بدأ اكتشاف الحرير بأسطورة ، حيث تقول إنه ظهر على يد إحدى الإمبراطورات منذ آلاف السنين، وكانت قد اكتشفت الخيوط الناعمة بعد سقوط يرقة دودة القز في فنجان شاي كانت تمسك به، ولكن الخيط الفاخر الذي تم تثمينه بسبب قوته، ووزنه الخفيف، وتنوعه،  حاز خصائص جديدة بفضل عمل العلماء الصينيين.

فبعد تغذية دودة القز على الأنابيب النانوكربونية والجرافين، مكّن العلماء الحشرات من غزل حرير سوبر- أكثر تماسكًا ومتانة من الحرير العادي ، ليفتح أفاقاً جديدة لصناعة الأقمشة، وزراعة الألياف الطبية وغيرها. ويتم إنتاج الحرير من خلال يرقات الحرير المتحوّلة إلى فراشات، حيث تتغذى الأخيرة على أوراق شجر التوت، وعندما تصبح اليرقات جاهزة تتشرنق في مجموعة من الألياف المتشابكة، يتم إنتاجها من البروتين الموجود في غددها اللعابية، أثناء تحوُّلها إلى فراشة بالغة.

وبشكل متكرّر يُضيف صنّاع النسيج تعديلات على ألياف الحرير، بإضافة الأصباغ أو المواد المضادة للميكروبات عليها، إلا أن فريقا من جامعة "تشينغهوا" توصل إلى أن تغذية اليرقات وفق نظام غذائي مدعم بالمواد النانونية، شاملة الجرافين وأنابيب الكربون، يمكّنها من تدعيم الخيوط بنفسها. فتم دمج جزء من المواد النانونية داخل الألياف التي تنسجها الحشرات، ووفقاً لمجلة (Scientific American ) نجد أن الحرير المدعّم أكثر قوة وقدرة على تحمل ضغط بنسبة 50% زيادة قبل أن تنقطع خيوطه. علاوة على ذلك، فقد وجد العلماء أنه بعد تسخين الألياف الحريرية إلى درجة حرارة مرتفعة جدا، تمكنت الخيوط من توصيل الكهرباء أفضل كثيراً، وأكثر تنظيماً في هيكل كريستالي.

ويتم تغذية الحشرة على قدر صغير جدا من المواد النانوكربونية، فقط 0.2% من وزن غذائها، وتتجنّب بذلك الحاجة لحلّ المركبات الكربونية في المبيدات السامة، التي كان يجب استخدامها مع الحرير العادي. كما لا يُعرف بوضوح كيف يندمج الحرير مع الحرير، أو كم تحتاج لتغذية اليرقات حتى لتجعل من هذا الحرير خيوط، ذلك أن الحيوانات لا تستخدم أنفسها أو تفرز منتج عديم الجدوى.

إلا أن الفريق البحثي بقيادة "يونجيانج شانغ" قال: "إن الخيوط يمكن استخدامها في أجهزة الاستشعار المزروعة في أجهزة الاستشعار الذكية، أو الزراعة الطبية.". وأوضح الفريق عبر رسالة مكتوبة في مجلة (The Journal Nano) أن: "نجاح توليد هذا الحرير عبر التغذية، من المتوقّع أن يفتح أفاقًا جديدة لتوسيع نطاق إنتاج الألياف الحريرية الأعلى قوة".