05/08/2026
סרט חדש של ספיידרמן הגיע לקולנוע, וזה זמן טוב להבין את המדע והכימיה מאחורי קורי העכביש! 🕸️🕷️
אז האם ניתן לייצר קורי עכביש מלאכותיים ואיך זה קשור להנדסה כימית?
קורי עכביש ידועים בחוזקם וגמישותם, תכונות שמדענים ברחבי העולם מנסים במשך שנים לחקות בצורה מלאכותית לשימושים שונים. שנים של מחקר הביאו לגילוי מבנה קורי העכביש, הרכבם הכימי ותכונותיהם המכניות. מסתבר שהרשת שהעכביש טווה בנויה מכמה סיבים שונים, חלקם חזקים וגמישים שמעניקים לקור את המבנה שלו, וחלקם סיבים דביקים שמשמשים ללכידת חרקים ועוד.
כיצד העכביש מייצר את הקורים?🕷️
את הקורים העכביש מייצר בגופו. הוא פולט אותם החוצה באמצעות "פטמות טוויה״, איברים שממוקמים אצלו בחלק התחתון של הבטן. הקורים הם חוטי חלבון חזקים במיוחד, ומיוצרים מחלבונים הקרויים ספידרואינים. החלבונים נמצאים בתוך גוף העכביש במצב נוזלי. בזמן טווית הקורים מחוץ לגוף העכביש, מולקולות המים מורחקות מתמיסת החלבונים, ובשילוב עם סביבה חומצית וכוחות מתיחה ודחיסה החלבונים הופכים לסיבים מוצקים. מבני החלבונים יוצרים ננו-גבישים באזורים מסוימים של הקור, ובאזורים אחרים הצורות של הקורים פחות מוגדרות. השילוב של המבנים הוא שמאפשר את החוזק יוצא הדופן של הסיבים - בעובי ממוצע של כעשירית מזה של שערת אדם, קורי העכביש בעלי חוזק של פי כמה מסיבי פלדה באותו קוטר.
איך מייצרים במעבדה קורי עכביש?🧪👩🔬
מאחר וגידול מסחרי של עכבישים אינו אפשרי, מדענים מנסים לייצר חומרים בעלי אותן תכונות של קורי העכביש, מבלי לייצר את הקורים עצמם. זאת, בעזרת שיטות הנדסיות מתקדמות.
החוקרים מנסים להפוך תמיסות כימיות, הידרוג'לים ופולימרים לחוטים ארוכים וחזקים, בעזרת שימוש במגוון טכניקות טוויה מתקדמות, שחלקן מחקות את בלוטות הטוויה הטבעיות של העכביש ואחרות מבוססות על שיטות ייצור מהתעשייה.
אחת השיטות הנפוצות ביותר לייצור סיבים היא הזרקה של תמיסת פולימרים בלחץ דרך פיה או מחט אל תוך "אמבט קרישה" המכיל נוזלים כימיים. ברגע שהתמיסה באה במגע עם הנוזל באמבט, הפולימרים עוברים שיקוע ומתמצקים מיד לכדי סיב ארוך שניתן לאסוף. שיטה נוספת היא טוויה במשיכה - שיטה פשוטה ויעילה במיוחד ליצירת סיבים מהידרוג'לים. מכניסים מוט מתכת דק או חוט אל תוך מאגר של חומר הג'ל, ומושכים אותו החוצה בתנועה רציפה. הפעולה הזו מושכת אחריה סיב דק וארוך מתוך הגוש, כאשר ניתן לשלוט בקוטר הסיב בצורה מדויקת על ידי שינוי עומק הטבילה ומהירות המשיכה.
דרך נוספת שמסייעת לחקות את פעולות בלוטות הטוויה הטבעיות של העכביש, היא שאיבת תמיסת הפולימר לקפילרות זכוכית בעלות תעלות כפולות. זרימת הנוזל בתעלות יוצרת כוחות גזירה ומתיחה מכניים שמאלצים את המולקולות להסתדר ולהרכיב את עצמן לכיוון הנכון, וכך נוצר סיב חזק ביותר שמדמה את המבנה המסודר של הטבע.
הצלחת הניסויים והמחקרים, עשויה להוביל לייצור תעשייתי של חומרים בעלי חוזק וגמישות כמו של קורי העכביש, שישמשו לתעשיית הרפואה, התעופה והטקסטיל ולכן יש להם חשיבות רבה.