Благодаря своей прочности, безопасности и биосовместимости паучий шелк находит применение в медицине, превосходя по этим характеристикам синтетические волокна.
Ученые разработали инновационный метод использования паучьего шелка. Предполагается, что из него будут изготавливать линзы для систем биологической визуализации.
Пауки плетут разные типы шелка, с уникальными свойствами и функциями. Один из них — драглайн-шелк, из которого состоит паутина. Его можно назвать отличным оптическим волокном, потому что его показатель преломления равен примерно 1,55 (для сравнения, показатель преломления стекла — около 1,5). Он дает контрастное и яркое изображение, и с ним очень удобно работать. «Высокие эластичность, вязкость и прочность на растяжение делают драглайн-шелк интересным природным материалом», — отметил Чэн-Ян Лю, один из авторов исследования и профессор Национального университета Янь-мин. Результаты опубликованы в журнале Journal of Applied Physics
Европейского фаланговидного фолькуса, паука из семейства сенокосцев, поймали и собрали паутину. Нить из крупной ампульной железы была получена и преобразована в плотное, гладкое и однородное шелковое волокно. Затем на волокно нанесли воск и смолу. Под действием этих веществ на полотне образовались купола в местах попадания смолы. После этого конструкция была помещена в печь для запекания и затвердевания.
В текущем виде он может функционировать как оптическая линза. По словам Лю, «купольная линза с гибкими фотонными нанометрами позволит визуализировать наноразмерные объекты на разных глубинах в биологических тканях.
Механизмы, генерирующие фотонные наноэлектриты (PNJ), применяются в научных исследованиях, биологической визуализации клеток и микроорганизмов, а также в хирургических процедурах. Для достижения оптимальных PNJ ученые предложили несколько методов манипулирования частицами. К сожалению, все они являются слишком дорогими. Использование паучьего шелка может стать простым и дешевым способом работы с PNJ.
В ходе измерений ученые установили, что размер и расположение длинных PNJ, качество светового пучка, формируемого линзой с хорошим освещением, в значительной степени определяется ее размером. Для достижения оптимального пучка PNJ, необходимо использовать среднюю диэлектрическую купольную линзу. PNJ с длинным фокусным расстоянием подходит для получения больших изображений.
Паутинное шелковое волокно, используемое в качестве купольной линзы, обладает значительным потенциалом для биологической визуализации благодаря своей биосовместимости и гибкости. В связи с этим, нативные шелковые волокна представляют интерес для оптических применений, связанных с визуализацией и зондированием в различных областях. По мнению автора исследования, создание естественной оптической биолинзы на основе паутинного шелка является вполне реализуемой задачей и заслуживает дальнейшего изучения.