Liputandelapan8.com, Tiongkok – Ilmuwan Tiongkok telah berhasil menciptakan benang sutra super kuat. Penemuan ini melibatkan sintesis sutra laba-laba pertama kali dari ulat sutera yang dimodifikasi secara genetik. Benang ini lebih kuat daripada “sebagian besar serat alami dan buatan,” seperti Kevlar.
Dalam penelitian yang diterbitkan pada 20 September dalam jurnal Matter, para ilmuwan di Universitas Donghua di Shanghai mengungkapkan bahwa serat sutra laba-laba memiliki kekuatan tarik yang sangat tinggi dan ketangguhan yang luar biasa. Ketangguhan sutra laba-laba ini 6 kali lebih besar daripada serat Kevlar. Selain itu, dan kekuatan tariknya (kemampuan untuk menahan tegangan saat diregangkan) lebih tinggi dibandingkan dengan nilon. Mi Junpeng, penulis utama studi tersebut, menyatakan bahwa serat baru ini memiliki berbagai aplikasi yang berpotensi, seperti pembuatan benang bedah, produksi pakaian anti-peluru, penggunaan dalam material pintar, dan teknologi dirgantara.
Mengumpulkan ulat sutera yang dimodifikasi juga merupakan sebuah tantangan
Tim peneliti Tiongkok yang menciptakan benang sutra super kuat menggunakan alat pengeditan gen CRISPR-Cas9 untuk memodifikasi telur ulat sutera secara genetik dengan menambahkan gen protein sutera laba-laba. Penyesuaian ini menyebabkan mata ulat sutera bersinar di bawah mikroskop fluoresensi. Untuk memastikan ulat sutera yang dimodifikasi secara genetik menghasilkan protein laba-laba, pertama-tama para peneliti perlu lebih memahami struktur sutera. Mereka menggunakan model struktur sutera yang diuji melalui eksperimen yang berhasil.
Menurut Mi, salah satu tantangan besarnya adalah menentukan bagaimana “melokalisasi” protein laba-laba sehingga dapat berinteraksi dengan protein ulat sutera. Pemodelan memungkinkan mereka untuk lebih memahami perubahan apa yang perlu dilakukan untuk memastikan integrasi yang efektif. Selain itu, Mi mengatakan pengumpulan ulat sutera yang berhasil ditransformasi juga merupakan sebuah tantangan. Pasalnya, dibutuhkan hingga 100 butir telur untuk mendapatkan beberapa ulat sutera transgenik. Ulat sutera juga memerlukan perawatan rutin karena “makan berkali-kali dalam sehari”.
Sutra laba-laba ramah lingkungan dan lebih kuat serta lebih fleksibel dibandingkan serat buatan seperti nilon dan Kevlar, yang membutuhkan sumber energi tinggi selama produksi dan mencemari lingkungan. Sutera laba-laba juga lebih kuat dan tidak rapuh dibandingkan sutera alam yang dihasilkan oleh ulat sutera. Namun memproduksi sutera laba-laba dalam skala besar sulit dilakukan karena laba-laba bersifat kanibal dan tidak dapat dipelihara berdampingan dalam jumlah besar.
Sutra laba-laba buatan tidak ideal karena metode produksi yang paling canggih sekalipun tidak dapat sepenuhnya meniru struktur alami. Pasalnya, peneliti belum memahami secara jelas mekanisme pemintalan sutra. Sutra juga memiliki kutikula pelindung alami yang tidak dapat ditiru secara artifisial. Kelenjar pada ulat sutera dan laba-laba juga memiliki ciri serupa. Oleh karena itu, sutra yang diproduksi melalui metode tim peneliti tetap mempertahankan karakteristik struktural dan lapisan pelindungnya.
Di masa depan, Mi dan rekan-rekannya akan menggunakan asam amino sintetis untuk memodifikasi sutra dan menghasilkan versi yang lebih tahan lama.
