Lụa Vạn Phúc - Lụa tơ tằm

Hàng nghìn năm nay con người vẫn kéo tơ từ kén tằm và dệt nên những tấm lụa. Nhưng bằng cách nào các sinh vật bé nhỏ ấy chuyển hoá được dung dịch protein tơ (fibroin) thành sợi thì vẫn còn là ẩn số. Hai giáo sư người Mỹ mới đây đã làm sáng tỏ được điều đó.

David Kaplan và Hyoung-Joon Jin từ Đại học Tufts ở Boston (Mỹ) đã thử tìm hiểu quá trình hình thành tơ, bằng cách tái hoà tan kén của loài tằm Bombyx mori trong nước, tạo thành dung dịch tơ. Nhóm nghiên cứu phát hiện thấy, khi thay đổi hàm lượng nước, cấu trúc phân tử của dung dịch sẽ thay đổi, quyết định đến việc có hình thành sợi tơ hay không.

Dung dịch protein tơ là một tập hợp các vùng ái nước (hút nước) và kỵ nước (đẩy nước). Để thử nghiệm xem với lượng nước bao nhiêu sẽ ảnh hưởng đến việc sản xuất tơ, các nhà nghiên cứu đã bổ sung vào đó một hợp chất cạnh canh nước với fibroin.

Khi chất hút nước này được bổ sung, tơ xoắn lại với nhau thành chuỗi qua thông qua cầu nối là các phần ái nước của dung dịch, đẩy các khu vực kỵ nước ép lại với nhau. Tiếp tục bổ sung chất hút nước, lượng nước trong dung dịch tiếp tục giảm, chuỗi xoắn của tơ sít lại gần nhau hơn, tạo thành những cục hình tròn có kích cỡ nano(phần triệu milimét) được gọi là “micelle”. Các micelle này dính với nhau tạo thành những cấu trúc dạng gel ngày một lớn hơn.

Trên các sợi tơ tằm tự nhiên, người ta cũng tìm thấy những cấu trúc hình cầu như vậy. Điều này cho thấy quá trình được quan sát trong phòng thí nghiệm thực chất rất gần với kịch bản diễn ra trong thực tế. Và có thể, đây cũng chính là con đường hình thành tơ trong cơ thể tằm.

Cánh cửa bí ẩn cuối cùng của quá trình này là làm cách nào những khối gel hình cầu đó lại trở thành sợi khi chúng bị kéo căng ra. Nhóm khoa học hy vọng những nghiên cứu trong tương lai sẽ giúp làm sáng tỏ điều đó. Trước mắt, ít nhất phát hiện của Jin và Kaplan cũng đã cung cấp những gợi mở có ích trong việc tìm ra cách sản xuất tơ nhân tạo có những đặc tính ưu việt.