Spinnen versterken web met grafeen

Er zijn verschillende materialen vele malen sterker dan staal. Spinrag is er zo eentje, en dat is bovendien een pak elastischer. Of grafeen, een enkellaagsvlak koolstofatomen dat ook nog eens extreem licht en dun is. Dus wat als je de twee combineert? Emiliano Lepore en zijn collega’s aan de universiteit van het Italiaanse Trento deden het, en het resultaat was inderdaad supersterk.

De onderzoekers besproeiden vijftien trilspinnen met water dat grafeen of koolstofnanobuisjes bevatte. Die laatste zijn in feite opgerold grafeen. Vervolgens vergeleken de wetenschappers het spinrag dat de spinnen produceerden met spinsel dat ze voordien van dezelfde testdieren hadden verzameld.

Niet overal was er vooruitgang. Vier dieren hadden het loodje gelegd en sommige exemplaren bouwden maar een flauw web. Maar enkele spinnen produceerden wel een sterker weefsel, het spinrag met de koolstofbuisjes bleek zelfs tot drieënhalf keer zo sterk als dat van het stevigste natuurlijke spinsel. De gemeten taaiheid liep tot 2,1 GPa (gigapascal), sterker dan welk materiaal ook. Ook de elasticiteit (tot 47,8 GPa) en breuksterkte (tot 5,4 GPa) bleken uitstekend.

Het blijft voor de wetenschappers echter een raadsel hoe het koolstof in het spinrag terechtkwam. Vermoedelijk heeft de spin het water opgenomen en gebruikt om spinrag, in feite een eiwitvezel, met koolstof te produceren. Dat de spin een koolstoflaagje omheen het reeds gesponnen rag legde, vinden de onderzoekers minder waarschijnlijk omdat het web dan minder sterk zou zijn. Desondanks heeft de ontdekking van de Italianen, hoe mooi ook, geen onmiddellijke praktische toepassing. Er bestaat immers nog geen methode om spinsel op industriële wijze te 'oogsten'. (tn)