В мире все больше пластика, и ученые ищут ему экологичную замену — легкие, прочные и биоразлагаемые материалы. Одним из перспективных вариантов оказался пчелиный шелк — о нем мало кто знает, хотя производить шелк умеют многие насекомые. Например, около 75% видов пчел создают шелк: общественные — чтобы выстилать ячейки для потомства, одиночные — чтобы плести защитные коконы для личинок.
Оран Вассерман и его команда из лаборатории Университета штата Юта первыми создали пленку из пчелиного шелка — это важный шаг к практическому применению материала. Они узнали, что коконы синей садовой пчелы не только прочные, но и защищают личинку от паразитов, обеспечивают газообмен и удерживают влагу. Ученые разработали щадящий способ получать шелковые волокна прямо в момент плетения, не вредя личинкам, — для этого используют 3D‑напечатанные гнезда и внимательно следят за насекомыми.
С помощью методов молекулярной биологии ученые встроили подходящие гены в микроорганизмы, чтобы они вырабатывали белки пчелиного шелка. Из этих белков (фиброинов) удалось отлить прозрачные прочные пленки — такое сделали впервые.
Пчелиный шелк гибкий, антимикробный, воздухопроницаемый и устойчивый к проколам, за что может быть полезен в медицине, например, для изготовления хирургических нитей или каркасов для выращивания тканей. Сейчас ученые пробуют комбинировать пчелиный шелк с необычным материалом — белковыми нитями из слизи миксин, глубоководных рыб: по прочности они похожи на паучий шелк. Поскольку у обоих материалов схожая белковая основа, их можно смешивать, чтобы получить новые варианты с улучшенными характеристиками.
Так забытый природный ресурс — пчелиный шелк — может стать основой для современных экологичных материалов.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые напугали шмелей и получили неожиданный результат.