🕷️ Stärker als Stahl, geschmeidiger als Gummi, und hergestellt von Spinnen

Ein Material herzustellen, das sowohl Stahl an Festigkeit als auch Gummi an Geschmeidigkeit übertrifft: Dieses Kunststück vollbringen Spinnen täglich, wenn sie ihre Seide produzieren. Viele Jahre lang blieb das molekulare Funktionieren hinter diesen außergewöhnlichen Eigenschaften unverstanden.

Ein internationales Team liefert nun Antworten, indem es Wechselwirkungen zwischen bestimmten Aminosäuren untersucht. Ihre Arbeit, veröffentlicht in den Proceedings of the National Academy of Sciences, zeigt, wie grundlegende Prinzipien es der Natur ermöglichen, Strukturen mit herausragenden Eigenschaften zu entwickeln.


Der Mechanismus beruht hauptsächlich auf zwei Aminosäuren, Arginin und Tyrosin. Ihre Besonderheit ist es, sich anzuziehen und reversibel zu verbinden, ähnlich wie molekulare Klettverschlüsse. Diese Anziehung lenkt schrittweise den Zusammenbau der Proteine und verwandelt eine viskose Lösung in einen festen und strukturierten Faden. Dieser Prozess erklärt die einzigartige Fähigkeit der Seide, hohe Zugfestigkeit mit bemerkenswerter Elastizität zu verbinden – eine seltene Kombination.

Dieser Fortschritt eröffnet interessante Möglichkeiten im Bereich der Materialien. Durch die Inspiration aus diesen natürlichen Regeln wird die Entwicklung innovativer Fasern denkbar. Beispielsweise könnten leichtere Schutzkleidung, haltbarere Luftfahrtkomponenten oder auch biologisch abbaubare medizinische Implantate entstehen. Diese Fortschritte könnten auch zu einer Verringerung der Umweltauswirkungen bestimmter industrieller Prozesse führen.

Überraschenderweise zeigen diese molekularen Wechselwirkungen Ähnlichkeiten mit Mechanismen, die im menschlichen Körper wirken. Sie spielen insbesondere bei der Kommunikation zwischen Neuronen eine Rolle und könnten uns helfen, bestimmte neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer zu verstehen. So bietet die Untersuchung der Spinnenseide ein nützliches Modell für die medizinische Forschung, indem sie ein vereinfachtes System zur Analyse allgemeinerer biologischer Phänomene bereitstellt.

Indem sie die Strategien der Spinnen entschlüsseln, versuchen die Wissenschaftler nicht nur, die Natur nachzuahmen. Sie lernen, ihre Prinzipien zu nutzen, um in vielen Bereichen zu innovieren, von der Materialtechnik bis zur Grundlagenbiologie. Dieser Ansatz erleichtert die Entwicklung leistungsfähigerer und nachhaltigerer Technologien, die von der Optimierung profitieren, die die Evolution im Laufe der Zeit vorgenommen hat.