הבד שיודע להגיב

חוקרים מאוניברסיטת טאפטס (Tufts) במסצ'וסטס פיתחו חומר המבוסס על משי, שיכול לחוש ולהגיב לשינויים בסביבה. לדוגמה, הוא יכול לשנות את צבעו בתגובה ללחץ או לשינוי בטמפרטורה.

בני האדם משתמשים במשי ללבוש כבר למעלה מ-5,000 שנה. בשנים האחרונות, מאז שפיצחו את מבנה הסיב, צומחים יותר ויותר פיתוחים טכנולוגיים שמתבססים עליו. בין השאר הדגימו חוקרים שמשי יכול לשמש להארכת זמן המדף של פירות וירקות.

מחקר שפורסם בכתב העת  PNAS מציג שיטה חדשה לייצור חומרים תלת-ממדיים על בסיס משי, שאפשר להקנות להם תכונות ביולוגיות, כימיות ואופטיות. החומרים מבוססים על פיברואין, החלבון העיקרי של המשי, שמעניק לו גמישות וחוזק.

כדי ליצור את החומרים הפיקו החוקרים את החלבון מגלמים של עש טוואי המשי ועיבדו את התמיסה המימית שהתקבלה לחומר גלם מוצק. לאחר מכן הם עיבדו את חומר הגלם לגדלים ולצורות שונים והוסיפו לו מולקולות מסיסות במים שהקנו לו תכונות חדשות בהתאם לצורך. תהליך הייצור התאפשר בזכות השליטה של החוקרים על שלב אידוי המים הנחוץ לקבלת חומר הגלם. השלב הזה קובע איך יתארגנו חלבוני הפיברואין ברמה המולקולרית ומשפיע גם על תכונות החומר הסופי.

חומרים שמשנים צבע כשהם מתחממים יכולים שימושיים בתחומים רבים. למעלה: פקעות משי | צילומים: Tufts University, Shutterstock

החוקרים המחישו את הפוטנציאל שטמון בחומר ובשיטת הייצור באמצעות יצירת גופים תלת-ממדיים שמגיבים לשינויים בסביבה. הם יצרו לדוגמה פין כירורגי שמשנה את צבעו לאדום כשהוא מתקרב לנקודת השבירה שלו. כמו כן הם יצרו בורג שמתחמם כשחושפים אותו לאור תת-אדום. כדי להמחיש את הפוטנציאל הרפואי שלו שילבו בו החוקרים אנזים והראו שאפשר לגרום לו להשתחרר בהדרגה לאורך זמן – תכונה רבת חשיבות בטיפולים תרופתיים רבים.

"חלבונים מבניים הם אבני הבניין של הטבע, ותכונותיו של המשי מושכות במיוחד", אמר ראש צוות המחקר, פיורנצו אומנטו (Omenetto) לאתר "Digital Trends". "התצורה החדשה של המשי שתיארנו במחקר פותחת את הדלת לייצור חומרים דמויי פלסטיק ובעלי ביצועים גבוהים שעשויים מפיברואין של משי". ואכן, החוקרים כבר רשמו פטנט על השיטה ופועלים כעת לשפר אותה. הם מאמינים שבעתיד נוכל לשלב את החומר בהתקנים אורתופדיים לשחרור מבוקר של תרופות בגוף.