Örümcek İpeği Nedir, Örümcek İpeği Özellikleri 🕸️

Örümcek ipeğini, yapay olarak üretmek ve tekstilde kullanmak için çeşitli çalışmalar yürütülüyor. 

Örümcek ipeği (spider silk), örümcek ağı veya örümcek ipliği gibi adlandırmalar yapılan örümcek türlerinin yuva, yumurtaları için koza ve avlanma sahası üretiminde ağ olarak kullandıkları hayvansal kaynaklı salgı liflerine denir. Örümceklerin ağını örerken ürettikleri bu lifler, doğadaki en güçlü malzemelerden biridir, pamuktan daha ince olmasına rağmen aynı kalınlıktaki çelikten daha dayanıklıdır. Doğada ipek böceği ve örümcek dışında Afrika dokumacı karınca gibi bazı hayvan türlerinin de ipeği bulunmaktadır. 

Biyolojik bir polimer elyaf olup, amorf bir polimer (elyafı esnekleştiren) kompozisyonu karışımıdır. Sıvı olarak salgılanan ve dışarıya doğru çıktıkça sertleşen lifli bir proteindir. Sıvı püskürtüldükçe, protein molekülleri katı bir madde oluşturacakları şekilde hizalanır. Örümcek ağ liflerinin üretim süreci henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Örümcek, sıvımsı haldeki lifleri, bacaklarının da yardımıyla çıkarıyor, uzatıyor: yukarı, aşağı ya da başka şekillerde yönünü değiştiriyor. Örümcek ipeği, örümcek tarafından çok farklı amaçlar için kullanılıyor: ağlarını kurmak için, yumurta keselerinin üretiminde, daha sonra yemek için koza içine avlarını sarıyor. Sıçrama ihtiyacı hissettiği zaman veya tehlike anında aşağı atlamaya karar verdiğinde onun yardımıyla hızlıca aşağı sarkıyor, döllenme sırasında spermi aktarmaya yardımcı oluyor ve feromonlarla işaretlenmiş sınır çekme çizgilerinde bölgelerini koruma çizgisi, sığınma yeri olan yuvasını ve av alanlarını işaretleyici olarak. 

Örümcek İpeğinin Özellikleri 

Doğal bir biyopolimer olan örümcek ipeği saç telinden ince, pamuktan hafif, plastikten esnek ancak çelikten beş kat sağlamdır. Aynı zamanda biyobozunur, çevre dostu ve tamamen geri dönüşebilir. Lifler yüksek mukavemet ve kopma uzamasının (% 26 dan fazla) eşsiz kombinasyonuna sahiptir. Yüksek enerjili emici elyaf mühendisliği için örümcek ipeği mükemmeldir. Büyük miktarda ve ani yüklere karşı dayanımı mükemmeldir. Örümcek ipeği, aynı kalınlıktaki çelik telden 6 kat daha fazla yükü kopmadan taşıyabilir. Doğada bilinen en sağlam malzemelerden biridir. Örümcek ipek inceliği 4 nm düzeyindedir. 

Örümcek ipeği üzerinde yapılan güncel araştırmalar, son derece güçlü ve çok yönlü bir malzeme olarak söz konusu malzemenin potansiyel kullanım alanlarının çok yaygın olabileceği yönünde. Örümcek ipeğine ilginin temel nedeni, mekanik özelliklerinin yanı sıra çevreci bir malzeme olması. Kevlar gibi modern insan el yapımı süper liflerin üretimi, çevre kirliliğe katkıda bulunan petrokimyasal işlemleri ve malzemeleri içerir. Kevlar da konsantre sülfürik asitten çekiliyor. Buna karşılık, örümcek ipek üretimi tamamen çevre dostu. Ortam sıcaklığı ve basıncında örümcek tarafından doğal olarak üretilir. Buna ek olarak, örümcek ipeği doğada tamamen biyolojik olarak parçalanabilir. 

Örümcek ipeği protein yapısında olmasına rağmen diğer proteinler gibi doğadaki küf ve bakteriler tarafından parçalanmaz. Bu sürekliliğin nedeni örümcek ipeğinin yapısındaki pirolidin, potasyum hidrojen fosfat ve potasyum nitrattır. Pirolidin ortamdaki suyu bağlayarak ipek ipliklerinin kurumasını önler. Potasyum hidroksit fosfat ve potasyum nitrat ise ipek ipliklerinin asidik ve tuzlu olmasını sağlayarak küf ve bakteri çoğalmasını engeller. 

1 milyon altın küre örümceğinden 8 yılda üretilen örümcek ipeği kumaş pelerin (Londra V&A müzesi). 

Örümcek İpeği Kullanım Alanları 

Binlerce yıldır örümcek ağı sağlamlığı ile bilinen; örümcek ipeğini, insanlar çeşitli amaçlarla kullanıyorlar. 

- Eski Yunanlılar kanamalı yaralarda kan akışını durdurmak için kompres olarak kullandılar. 

- Yeni Gine'deki bazı kabilelerde örümcek ipeğinden oluşan ağın yağmurdan korunmak için şapka olarak kullanıldığı biliniyor. 

- Endonezyalıların da örümcek ipeğinden dokunmuş kumaşları olduğu biliniyor. 

- Aborijinler, örümcek ipeğini, küçük balıkları avlamak için balıkçı ağları olarak kullandı. 

- 2. Dünya Savaşı'na kadar örümcek ipeği bazı silahların ve teleskopların optik hedefleme mekanizmalarında kullanıldı. 

- Güney Pasifik'te Solomon Adaları'nda insanlar günümüzde bile balıkları avlamak için örümcek ipeğinden yapılan ağları kullanıyorlar. 

Son yıllarda örümcek ipeğini laboratuvar ortamında yapay yollarla üretmek için çeşitli çalışmalar yapılıyor çünkü doğal yollarla örümcek ipeği üretme denemeleri başarısızlıkla sonuçlanıyor. 18. yüzyılda Fransa’da yaşamış Bon de Saint-Hilaire örümcek ipeğinden kumaşın, çorap ve eldiven dokunmasının mümkün olduğunu göstermiş, ancak 1 kg örümcek ipeği elde etmek için 1,3 milyon örümceğe gerek duyulması nedeniyle bunun çok da pratik olmadığı görülmüştür. Bu kadar örümcek üretilse bile bir araya konan örümcekler doğaları gereği yamyam olup birbirlerini yiyebiliyor ve bu da doğal örümcek ipeğinin üretimini (ipekböceği koza üretiminde olduğu gibi) ekonomik olmaktan çıkarıyor. 

Örümcek ipek üretimi endüstriyel olarak uygulanabilir hale gelirse, Kevlar'ın yerini alabilir ve çok çeşitli ürün yelpazesinde; süper dayanıklı tekstil ürünleri, hafif, esnek ve kurşun geçirmez giysiler, aşınmaya dayanıklı hafif giysiler, paraşüt ipi, halatlar, ağlar, emniyet kemeri, motorlu araçlar veya teknelerdeki paslanmaz paneller, gemileri bağlamak için hafif halat, lif optik ve elektromekanik kabloları, uçak ve gemi sanayinin dış yapı malzemeleri, biyolojik olarak parçalanabilir şişeler, sargı bantları ve cerrahi iplik, zayıf kan damarları için yapay tendon veya bağlar gibi çok çeşitli kullanım alanı bulabilir.