Si Hei til Fish Slime Bulletproof Vests

Å stoppe en kule er ikke lett: De små, men dødelige metallbitene som moderne skytevåpen skyter raskere enn lydens hastighet er veldig Godt til å trenge inn i ting, å komme inn i huden og skade et menneske, ser ut som en vits.

Par det med at kuldefaste vester er etterspurt, og det er et ekte, presserende behov for å finne ut hvordan du stopper en kule. Både sivile og militære forskere bruker betydelige mengder tid og penger på å finne nye måter å stoppe kuler på, og de kan ha oppdaget et nytt stoff som er enda bedre enn det som allerede er der ute.

Det viser seg at den rare, primordiale hagfishen, som også er kjent av den like motbydelige monikeren "slime eel", produserer en ultra-lys, ultra sterk fiber som kan innarbeides i et fleksibelt kollisikkert stoff. Det er utskilt fra fisken i en mucus-y goop som de fleste sannsynligvis ikke vil ha noe i nærheten av kroppen deres, men forskerne tror at de kan replikere hagfish slimens kompliserte filamenter i laboratoriet og spinne dem til en brukbar fiber.

Bulletproof eller "ballistic" vester og klær har eksistert i noen kapasitet siden 1500-tallet, men moderne design har vært relativt stillestående i mange år; du har sannsynligvis alltid vokst opp for å tro at de er store, svarte og blokkerte. For myke vester er hoveddelen Kevlar, en komposittfiber som er opptil fem ganger sterkere enn stål og kan vevd i fleksible design. Kevlar er en syntetisk stoff laget av petroleum som har et bredt spekter av bruksområder. Problemet med syntetiske petroleumsbaserte materialer er at de ikke er enkle på miljøet. Douglas Fudge, biolog ved University of Guelph i Canada, mener at hagfish-slime-fiber kan være en modell for fremtidige proteinbaserte materialer som er langt mer miljøvennlige enn dagens muligheter.

Fudges funn ble beskrevet i a PNAS rapportere i slutten av juni, selv om han har jobbet med hagfish i over et tiår. For fisken dobler slimmet som en forsvarsmekanisme, som kan forklare deres ekstraordinære styrke. Hagfish er i stand til å produsere og utslippe slimmet raskt, og skiller ut en liten mengde melkeaktig "pre-slime" fra kjertler på huden når de konfronteres med en rovdyr. Disse tingene kombinerer i sin tur umiddelbart med sjøvann for å danne nesten en kvart av den fiberfylte slim som kan tåle opp eller tette gillene av enhver fisk som prøver å spise en hag-snack.

Dette kan få en til å tro at den beste måten å få gallon på tingene er, er bare å fange hagfish ut, men Fudge tror ikke gjentatte ganger å skremme hagfish er den mest effektive måten å produsere slim på. Fudge og hans team har gjort noen "veldig rå" forsøk på å reprodusere hagfish slimfibrene i laboratoriet, men som edderkoppsilke, en annen super sterk organisk fiber, er det vanskelig å replikere kunstig.

Det er vanskelig, men ikke umulig. Fudge beskrev den komplekse prosessen med å lage lab-dyrket proteinfibre.

"For å lage fibre, oppløste vi rensede slemtrådsproteiner i en sur løsning og fikk deretter proteinene til å koagulere i en film på overflaten av en elektrolytløsning," fortalte Fudge Omvendt. "Vi dro deretter fibre fra disse filmene."

Likevel var kunstig slim ikke så sterk som den virkelige tingen. Det snakket under mye mindre stress enn ekte tråder, men Fudge gir ikke opp ennå.

På egenhånd er slimete filamenter ikke sterke nok til å veve inn i en kuletett vest. Men hagfish tråder er lovende i neste grense av kuldefaste vester: Fiberen forblir myk og elastisk selv når den trekkes kraftig. Fudge sier at de naturlige trådene kan strekke seg til over 200% belastning før de går i stykker. Ved 35 prosent strukket, taper tråden sin elastisitet, men rekombinerer med omkringliggende proteiner for å danne en ny struktur, som er enda sterkere.

Det er litt svakere enn edderkoppsilke, som snapper på 700 megaPascals av stress (eller 101.526 pounds kraft per kvadratmeter), men er fortsatt ganske sterk for en polymerfiber.

Dette kan være store nyheter for en mykere kuletett vest, som er avhengig av et elastisk stoff som "fanger" eller senker kulen og forskyver sin kinetiske kraft over et område. I hovedsak utstråler den myke vesten den kinetiske kraften til en kule utover et område, fletter kulen og stopper den fra å trenge inn. Jo, du får nok en gigantisk blåmerke og kan til og med bryte noen bein, men hei, i hvert fall vil du være i live.