Airbus начинает сотрудничество с AMSilk в области технологии производства синтетической паутины

Barbara Sadowy, Composites Manufacturing, 17 сентября 2018 г.

Невероятно прочная, легкая и гибкая паутина - настоящее природное чудо - теперь ее можно будет воспроизводить в промышленных масштабах. Вместе с ведущей биотехнологической компанией AMSilk Airbus планирует использовать искусственную паутину для создания совершенно нового поколения композитных материалов, которые произведут революцию в деле проектирования аэрокосмической техники.

Паутина - это один из удивительнейших природных материалов. Прочнее стали, жестче кевлара и невероятно легкая, - нить толщиной с карандаш, сплетенная из паутинных волокон способна удержать около 200 тонн - полностью загруженный лайнер А350 [вообще-то, максимальный взлетный вес А350 - от 250 до почти 300 тонн в зависимости от модификации - пер.]. На протяжении десятилетий ученые стремились воссоздать удивительные свойства паутины для промышленного использования. Но эти усилия оставались безуспешными - до сегодняшнего дня.

AMSilk - ведущая биотехнологическая компания, расположенная в окрестностях Мюнхена, является первым промышленным поставщиком материала, который она называет синтетическим биополимерным шелком - искусственной паутины. Компания уже использует этот высокопроизводительный, полностью биоразлагаемый материал для медицинских и косметических целей. Покрытие имплантов снижает реакцию отторжения, а добавление шелка [в виде геля, видимо - пер.] в косметические средства придает им особое сияние [все-таки женщина статью писала :) - пер.]. В 2016-м году они вместе с известным спортивным брендом даже выпустили прототип обуви. Но теперь, вместе с Airbus, они хотят внедрить свои новаторские технологии в аэрокосмической индустрии.
Для этого Airbus и AMSilk будут сотрудничать в создании совершенно нового поколения композитных материалов. Со стороны Airbus за это отвечает Детлев Конигорский - менеджер по инновациям в области новых концепций и технологий компании Airbus. "В настоящее время AMSilk производит порядка тонны паутины в год. Для аэрокосмической промышленности этого недостаточно. Это как производство стали - если вы выпускаете ее для производства автомобилей, это не то же самое, что вам нужно для строительства линкоров. Мы должны создать "линкорную" версию искусственной паутины."

Впервые расшифровав ДНК паука, в AMSilk поняли, что выделив специфический участок кода, отвечающий за производство паутины и внедрив его в ДНК бактерии, они смогут искусственно воспроизвести идентичный материал. Сейчас компания проводит процесс выращивания бактерий в 60000-литровых емкостях высотой с 4-хэтажный дом, наполненных водой, подогреваемой до 37 градусов. Результатом процесса является порошок, из которого можно получить волокно, пленку или гель.

В полете - быстрее, надежнее и... здоровее?

Итак - каким образом Airbus может использовать искусственную паутину? "Довольно просто - нам нужно экспериментировать" - говорит Конигорский.

Широкое применение углеродных композитов последнее время позволило снизить вес самолетов и уменьшить потребление топлива. Но волокно AMSilk Biosteel® обладает превосходной гибкостью и стойкостью при ударных нагрузках.

"Оно деформируется без потери прочности. Поэтому, его можно использовать для тех частей фюзеляжа, которые подвергаются воздействию каких-либо обломков [в оригинале использовано слово debris, - пер.] или ударам при столкновении с птицами. Таким же образом оно может помочь защитить космическое оборудование или использоваться в оборонных технологиях" - продолжает Детлев Конигорский - "Эта паутина также обладает замечательными антибактериальными свойствами, так что мы можем использовать ее внутри кабины самолета, как более [по сравнению с существующими - пер.] гигиеничный материал."

Airbus и AMSilk планируют выпустить прототип композитного волокна в 2019 году. Это предполагает, для начала, исследование того, как волокно будет себя вести при внедрении в полимерную матрицу [связующий компонент - пер.], используемую сейчас в производстве армированных пластиков на основе углеродного волокна, до процесса "запекания" в автоклаве.

Возврат к природе - лучший выбор

"Возможность работать с совершенно новым материалом открывает множество захватывающих возможностей" - говорит Конигорский - "Большинство ингредиентов используемых нами материалов хорошо известно; таблица химических элементов конечна. Да, веками мы используем натуральные материалы, такие как дерево и бамбук, но в действительности мы не можем влиять на их свойства."

Биоинженерия же по-настоящему революционна. AMSilk может воспроизвести исходные "строительные элементы" паутины и, воздействуя на них, создавать материалы с совершенно другими свойствами.

"Мы здесь еще даже не "царапнули поверхность". В конечном счете, этот материал позволит нам приблизиться к совершенно новым подходам в проектировании и производстве авиатехники."