Spindeltråd med integrerad färg – ny metod utvecklad vid SLU

Genom att genetiskt sammanfoga spindeltrådsproteiner med naturligt färgade proteiner har forskargruppen, ledd av professor Anna Rising vid institutionen för husdjurens biovetenskaper vid Sveriges lantbruksuniversitet, skapat fibrer som behåller sin färg i flera veckor efter spinning. 

Spindeltråd beskrivs ofta som ett biologiskt supermaterial och kombinerar mekaniska egenskaper i klass med stål med den unika fördelen att vara biologiskt nedbrytbar. Dessa egenskaper öppnar nya möjligheter för hållbara textilier och innovativa medicinska material som inte kan uppnås med dagens oljebaserade fibrer, så kallade syntetfibrer. 

– För att spindeltråd ska kunna användas i textilier måste fibrerna dock färgas. Inom konventionell textilproduktion sker färgning vanligtvis genom ytterligare kemiska processteg som ökar kostnader och energiförbrukning samt innebär en betydande miljöbelastning, säger Anna Rising.

Färgen byggs in från start

I den nya metoden byggs färgen direkt in i silket på molekylär nivå. Forskarna producerar modifierade spindeltrådsproteiner i bakterier och renar därefter proteinerna innan de spinner dem till fibrer i en helt vattenbaserad process. 

– Anmärkningsvärt nog behöll fibrerna sina mekaniska egenskaper samtidigt som de uppvisade en tydlig vinröd färg. Detta visar att vi kan kombinera funktionalitet och prestanda i en och samma kontinuerliga process, säger Tomas Bohn Pessatti, forskare och en av huvudförfattarna bakom studien. Benjamin Schmuck, forskare och delad förste författare, tillägger: 

– Genom att undvika separata färgningssteg förenklar vi produktionen och minskar miljöpåverkan, vilket är avgörande för framtida storskalig tillverkning av konstgjord spindeltråd.

Utöver färg öppnar strategin även för att integrera andra funktioner direkt i fibrerna, såsom antimikrobiella egenskaper, ge celler möjlighet att binda materialet eller annan biologisk aktivitet. Arbetet utgör ett viktigt steg mot skalbar och hållbar produktion av högpresterande, multifunktionella material inspirerade av naturen.

Arbetet stöds med bidrag från Formas, Olle Engkvists Stiftelse samt Knut och Alice Wallenbergs stiftelse.

Arbetet, med titeln “Intrinsically colored artificial silk fibers made from mini-spidroin fusion proteins | Communications Materials”, har nu publicerats i tidskriften Communications Materials.