künstlich erzeugte Spinnenseide
Ziemlich schnell hat der Mensch die Vorteile von Spinnenseide erkannt. Ein Material, das stärker als Stahl und elastischer als Gummi ist, kann in der Mode, der Medizin und sogar in der Raumfahrt eingesetzt werden.
Merkmale von Spinnenseide
- wasserabweisend
- entzündungshemmend
- hypoallergen
- biologisch abbaubar
- 25-mal belastbarer als Stahl
- dehnbarer als Nylon
- 10mal dünner als Menschenhaar
- 3mal so reißfest wie Kevlar (Material für kugelsichere Westen)
natürliche Spinnenseide
- Spinnen produzieren Drüsen aus Proteinen (Eiweise, flüssig) im Hinterleib
- Spinnenseide (Flüssigkeit verdichtet sich, wird aber nicht ganz hart) wird von den Spinnwarzen heraus geschossen
- manche Spinnen (z.B. Kreuzspinne) können unterschiedliche Arten von Spinnenseide herstellen
Da Spinnen nicht im großen Maßstab eingesperrt werden können (sind territorial und teilweise kannibalisch), Ziegen hingegen schon und dazu noch große Mengen an Protein liefern können – nutzte z.B. BioSteel genveränderte Ziegen um künstliche Spinnenseide erzeugen zu können.
genveränderte Ziegen
Das bekannteste Projekt in diesem Bereich stammt von der US-Firma Nexia Biotechnologies in den frühen 2000er-Jahren. Dort wurden transgene Ziegen gezüchtet, die ein Gen der Seidenspinne (z. B. Nephila clavipes) in ihr Erbgut eingebaut bekamen. Dieses Gen sorgt für die Produktion von Spinnenseiden-Proteinen. Die veränderten Ziegen produzierten dieses Protein in ihrer Milch.
Das Spinnenseiden-Protein konnte dann aus der Milch extrahiert und weiterverarbeitet werden – mit dem Ziel, eine künstliche Spinnenseide herzustellen, die so stark und elastisch ist, wie die von echten Spinnen.
Dennoch war das Verfahren aufwändig und teuer.
Migroorganismen statt Säugetiere
Heute verwendet man nicht mehr Ziegen, sondern Mikroorganismen (Bakterien, Hefen oder sogar Algen) – es müssen auch keine Spinnen getötet werden.
Herstellung im Labor
Im Labor wird Bakterien ein Wirt in Form eines veränderten E.-Coli-Darmbakteriums eingepflanzt. So kann der Wirtsorganismus die Produktion der Seide übernehmen.
Jetzt mussten Wissenschaftler nur noch lernen Mikropartikel zu produzieren und Fäden zu spinnen.
Mit Spritzen werden die Proteine in ein elektrisches Feld injiziert. Die elektrostatische Anziehung formt aus den Tropfen einen Faden, das Lösungsmittel verdampft. – Quelle: www.prosieben.de
Bolt Threads (USA) oder Spiber (Japan) beispielsweise stellen synthetische Spinnenseide für Textilien, Medizinprodukte und mehr her. Bolt Threads hat z. B. ein Produkt namens „Microsilk“ entwickelt – eine künstliche Seide auf Basis von Hefen.
Einsatzmöglichkeiten der synthetischen Spinnenseide
- leichte, atmungsaktive, widerstrandsfähige Stoffe ideal für Funktions- oder Outdoorkleidung
- Implantate (Knochen, Knorpel, Brustimplantate) sind für menschlichen Körper verträglich
- entzündungshemmendes Verbandsmaterial, chirurgisches Nahtmaterial und Netze
- biologisch, abbaubares Verpackungsmaterial, Staubsaugerbeutel im Haushalt
- Haar- und Hautpflegeprodukte in der Kosmetik
- Oberflächenbeschichtung In der Raumfahrt, Flugzeug- und Autoindustrie
Einer der größten Kapitalgeber ist das Militär – sie verwenden Spinnenseide für extrem leichte, kugelsichere Westen, eine Massenproduktion ist bisher nur noch nicht wirtschaftlich genug.
Quellen:
phys.org/news/2010-05-scientists-goats-spider-silk.html
www.prosieben.de/serien/galileo/news/spinnenseide-kuenstlich-labor-naturfaeden-mode-raumfahrt-medizin-erobern-die-industrie-330836
Text: @Infokomposter & @Anouk Bluesky – Bildquelle: Claudia / Pixabay
