Цивилизация
Малоизвестному американскому стартапу Bolt Threads удалось то, о чем мечтало человечество десятилетиями, если не дольше, — освоить производство волокон паутины, полностью идентичных паучьему шелку.
В случае успеха эта компания намерена выпустить на рынок ткань прочнее стали и мягче шерсти овец-мериносов.
Успеху предшествовало пять лет проб и ошибок, за это время ученым удалось невероятное — воссоздать биологические процессы, которые происходят в организме пауков, выделяющих из своих желез на брюшке тонкую и прочную нить.
Идея использовать паучью нить не нова. В прошлом люди ее использовали, чтобы прикладывать к ранам и ловить мелкую рыбу. Паучья нить считается одним из самых прочных, мягких и податливых материалов на свете.
Она в десять раз прочнее стали и кевлара, при этом обладает отличной эластичностью и устойчивостью к растяжению.
Проблема в том, что производить ее в промышленных масштабах до сих пор никому не удавалось. Одной паучьей ферме на Мадагаскаре в 2009 году удалось получить 3 м нити — похоже, это рекордное количество ткани, полученной естественным способом от пауков.
Проблема такого способа в том, что пауки, которых держат для производства паутины рядом, становятся каннибалами и попросту пожирают друг друга. Да и простые подсчеты показывают, что для производства 30 г ткани из паучьего шелка нужно 14 тыс. пауков, так что процесс, очевидно, масштабировать сложно.
Одной группе ученых из Канады удалось создать генно-модифицированных коз, в молоке которых присутствуют те же молекулярные структуры, что и в паучьем шелке. Однако козы занимают много места, требуют много пищи и медленно размножаются — шелк из их молока не получился, и компания обанкротилась.
Bolt Threads пошла другим путем: то, что не смогли козы и ГМО-шелкопряды, смогли специальные бактерии, новые поколения которых появляются всего за 30 минут и которые не требуют много пищи. Задумка воодушевила Стива Вассало из фонда Capital, и он инвестировал в стартап $32 млн. «Идея по желанию делать шелк, который можно мыть, или устойчивый к ультрафиолету, невероятна. Bolt Threads намерены коммерциализировать технологию, о которой люди мечтали десятилетиями», — считает инвестор.
Ученым методами генной инженерии удалось создать микроорганизмы, способные вырабатывать в большом количестве протеины, входящие в основу паучьего шелка, путем сбраживания дрожжей.
Полученную микробами субстанцию ученые прогоняют через хитрую механическую систему, которая сжимает ее и превращает в твердые волокна.
В компании не раскрывают технических подробностей этого процесса, Дэн Уидмайер, глава фирмы, говорит, что он напоминает работу паутинных бородавок — органов пауков, которые формируют паутинное волокно.
В результате ученым удалось искусственно воссоздать волокна, которые в природных условиях производят пауки. Кроме того, технология позволяет менять свойства этих волокон в зависимости от требований:
меняя состав протеинов, несложно сделать волокна более прочными, эластичными или, к примеру, водоотталкивающими.
«Это создает платформу, на которой мы можем задавать свойства материала и масштабировать производство по низкой цене, а значит, коммерциализировать его», — пояснил директор.
Производство компании находится в Кремниевой долине, побывавший там корреспондент издания Wired увидел помещения для экспериментов с клетками, огромные баки с ферментами, а также помещение для сушки и намотки волокон искусственной паутины. Правда, на просьбу показать готовую ткань директор сказал, что в компании сами не могут найти в ящиках готовый кусок, который потерялся при январском переезде.
В компании обещают, что первые ткани могут поступить на рынок уже в 2016 году. Это не будут материалы для нишевых продуктов — скорее всего, волокна будут использовать, например, в чехлах для айпадов или автомобильных сидений, которыми пользуются ежедневно.