Исследователи из инженерной школы Университета Тафтса нашли альтернативу коже с аналогичной текстурой, гибкостью и жесткостью. Они разделили волокна коконов тутового шелкопряда на белковые составляющие, чтобы сформировать из полученных белков подобный коже материал.
Авторы разработки отмечают, что кожевенная промышленность представляет собой постоянно растущую отрасль с многомиллиардным оборотом. Ежегодно для нужд отрасли требуется более 3,8 млрд голов крупного рогатого скота. Однако производство кожи оказывает серьезное воздействие на окружающую среду, приводя к вырубке лесов, чрезмерному использованию воды и земли, загрязнению окружающей среды и выбросам парниковых газов.
Кожа на шелковой основе может иметь различные рисунки и текстуры, выдерживает складывание, прокалывание и растяжение, обычно используемые для создания кожаных изделий.
Это далеко не первая альтернативная кожа. Уже существуют разработки из побочных продуктов сельского хозяйства или регенерированных материалов. К ним относятся похожие на кожу материалы, сделанные из нефти (полиуретановая кожа или «кожзаменитель»), коры деревьев, шелухи ананаса, растительных масел, каучука, грибов и даже из целлюлозы и коллагена.
Однако кожа на шелковой основе имеет свои преимущества. Помимо растворения шелковых волокон, производство основано на воде, с использованием только мягких химикатов, при комнатной температуре и с образованием, в основном, нетоксичных отходов. Материал из шелковой кожи может быть изготовлен с использованием компьютеризированного трехмерного наслоения, что позволяет регулировать прочность и гибкость материала, а также печатать узоры. Полученные материалы поддаются биологическому разложению. Фактически, такие изделия могут быть повторно растворены и регенерированы в гелеобразную основу для перепечатки в новые.
Сначала шелковые волокна, которые состоят из белковых полимеров фиброина, разложили на отдельные белковые компоненты в суспензии на водной основе. Базовый слой хитозана, содержащий нетоксичный пластификатор глицерин и краситель, нанесли на поверхность методом экструзии через сопло с крошечным отверстием. Он нужен для того, чтобы обеспечить гибкость и прочность материала. Хитозан получают из природных источников, таких как панцири крабов, омаров и креветок. Слой фиброина шелка в сочетании с пластификатором и загустителем из растительной камеди напечатали поверх основного слоя.
Исследователи также создали материал на основе белков шелка, который может реагировать на окружающую среду, изменяя цвет.
