Montreal, Quebec (CA) – Voor het eerst zijn wetenschappers erin geslaagd kwalitatief goede zijde te maken – niet in een reageerbuis, maar in geitenmelk.


Spinrag is drie keer elastischer dan aramidevezels en per gewichtseenheid vijf keer sterker dan staal. Materiaalwetenschappers zijn dan ook al jaren op zoek naar een manier waarop je deze supervezels industrieel kunt bereiden. Nu is het dan eindelijk gelukt. Genetisch gemanipuleerde geiten die in het bezit zijn van spinnengenen, produceren in hun melk een zijde-eiwit.

De gewone kruisspin, Araneus diadematus, produceert een high-tech vezel. De nieuwe BioSteeltechnologie benadert deze perfectie.

Het was wetenschappers al eerder gelukt zijde te maken in een reageerbuis. Dit proces is echter zeer duur en arbeidsintensief. Bovendien is de kwaliteit van dergelijke industrieel bereide vezels niet constant. Daar kunnen ontwerpers dus niets mee. “Het in-vitrosysteem had in het begin echter enkele voordelen”, aldus dr Costas Karatzas, de eerste auteur van het artikel dat hierover onlangs in Science verscheen. “We konden op die manier gemakkelijk de eigenschappen van verscheidene zijdegenen bestuderen. We spaarden zo niet alleen tijd en geld uit, maar ook proefdieren.”
“Wanneer je zijde laat maken door andere organismen, zoals bacteriën, komt een deel van de zijde vrij in onoplosbare vorm. Je moet de vezels dan onder extreme omstandigheden in oplossing krijgen, wat veel energie kost en de vezels kan beschadigen. De klieren in de geitenuier gebruiken echter precies dezelfde productiemechanismen als de zijdeklieren van spinnen”, vertelt Karatzas.
De grondstof die de wetenschappers uit de geitenmelk zuiveren, bevat zo'n twintig procent zijde en tachtig procent water. “Om de zijde zuiver in handen te krijgen, gebruiken we een 'extrusiesysteem'. We persen de oplossing via een superdunne naald in een methanoloplossing. Daarin stolt de zijde tot lange vezels die bestaan uit aminozuurketens die als legosteentjes in elkaar haken. De volgende stap is het uitrekken van de vezels, zodat onvolkomenheden in de schakelingen worden weggepoetst.”
Deze zijde zet dus feitelijk zichzelf in elkaar, is sterk en elastisch, biologisch afbreekbaar en heeft slechts één tiende van de dikte van een haar. De nieuwe technologie, BioSteel genaamd, kan in de toekomst een goed alternatief bieden voor supervezels zoals Kevlar. Ook zijn er allerhande andere toepassingen te bedenken, zoals hechtdraad voor microchirurgie, milieuvriendelijk visdraad en zelfs kogelwerende vesten. Het enige probleem is dat een 'spider goat' maar enkele grammen zijde per dag maakt. Er zullen dus behoorlijk grote kudden nodig zijn voor een goedlopende zijdeproductie..

Peter (links) en Webster (rechts) zijn de stamouders van de BioSteel-kudde. Hun nakomelingen produceren zijde in hun melk.

Nienke Beintema