US-Forscher lüften Geheimnis um Spinnenseide

Wissenschaftler der Northwestern University sehen Weg für technische Anwendungen geebnet

Spinnennetz: Gebilde geben ihre Geheimnisse preis (Foto: Albrecht Fietz, pixabay.com)

Evanston/Chicago (pte024/11.03.2025/12:30)

Forscher der Northwestern University haben mithilfe von rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen das Geheimnis hinter den phänomenalen Eigenschaften der Spinnenseide gelüftet. Sie ist fester als eine gleich dünne Stahlfaser und gleichzeitig dehnbar. Das macht sie attraktiv für technische Anwendungen, etwa für schusssichere Westen und, weil sie biokompatibel ist, für zahlreiche Anwendungen im medizinischen Bereich - ganz abgesehen von der Herstellung edler Kleidung und widerstandsfähiger Beschichtungen von empfindlichen technischen Produkten.

Ordnung durch Faserdehnung

Wie die Fasern zusammengesetzt sind, ist bekannt. Doch die Festigkeit und Elastizität des Originals ließ sich bisher nicht erreichen. Die Spinnen ziehen die Faser mit ihren Hinterbeinen aus ihrem Körper heraus. Die dabei einwirkende Kraft hat eine Veränderung im Gefüge der Faser zur Folge. Dabei richten sich die Proteinketten, aus denen die Faser besteht, neu aus und es entstehen zusätzliche molekulare Bindungen dazwischen. Diese Veränderungen machen die Fasern deutlich stärker.

"Wir haben herausgefunden, dass man die mechanischen Eigenschaften der Faser einfach durch eine Änderung des Dehnungsgrades verändern kann", sagt Forschungsleiter Sinan Keten. "Wenn man das Material nicht dehnt, besteht es aus kugelförmigen Proteinklumpen", ergänzt sein Doktorand Jacob Graham und fügt hinzu: "Durch Dehnung entwirren sich diese Klumpen und werden zu einem starken Netzwerk, das sich unter Belastung weiter ausdehnen kann, ohne zu reißen."

Spinnen in neuem Licht

Obwohl Graham früher dachte, Spinnen seien nur eklige Krabbeltiere, sieht er jetzt ihr Potenzial zur Lösung echter Probleme. Künstlich hergestellte Spinnenseide sei demzufolge eine starke biologisch abbaubare Alternative zu anderen synthetischen Materialien, bei denen es sich meist um aus Erdöl gewonnene Kunststoffe handelt. "Ich sehe Spinnen definitiv in einem neuen Licht", sagt Graham abschließend.

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