Spinnenseide für Spider-Man: Was die Wissenschaft dazu sagt
Seit dem 31. Juli schwingt sich Tom Holland in Spider-Man: Brand New Day wieder durch die Strassenschluchten New Yorks. Die Actionsequenzen zeigen waghalsige Sprünge und Schwünge, die scheinbar mühelos von Spinnenseide gehalten werden. Doch was ist an dieser Darstellung physikalisch haltbar? Ein Experte der Universität Bayreuth gibt Auskunft.
Die aussergewöhnliche Reissfestigkeit der Dragline-Seide
Thomas Scheibel, Professor und Inhaber des Lehrstuhls für Biomaterialien an der Universität Bayreuth, bestätigt: „Der Faden reisst bei dieser Belastung nicht.“ Die Dragline-Seide, jener Faden, mit dem sich Spinnen abseilen und der das Grundgerüst ihrer Netze bildet, weist eine bemerkenswerte Reissfestigkeit auf. Hochgerechnet auf einen Faden von der Dicke eines kleinen Fingers könnte man tatsächlich einen Elefanten daran aufhängen.
Neben dem Dragline-Faden gibt es weitere Seidenarten, etwa die klebrige Fangspirale. „Radnetzspinnen können bis zu sieben verschiedene Seidentypen mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften herstellen“, so Scheibel.
Wie wird Spinnenseide industriell hergestellt?
Die natürliche Produktion von Spinnenseide lässt sich nicht einfach hochskalieren. Spinnen sind Kannibalen und fressen sich auf engem Raum gegenseitig auf. Auch das sogenannte „Melken“ – das vorsichtige Abziehen von Seide aus betäubten Tieren – ist aufwendig und liefert nur winzige Mengen. Forschende setzen daher auf alternative Methoden.
Die bisher effizienteste Lösung bietet das Darmbakterium Escherichia coli. Die relevanten Gene für die Seidenproduktion werden aus dem Spinnenerbgut identifiziert und in die Bakterienzellen eingeschleust. Diese produzieren dann massenhaft Spinnenseidenproteine. Nach der Aufreinigung entsteht ein weisses Pulver, das in einer Flüssigkeit gelöst und durch spezielle Düsen zu synthetischen Spinnfäden gepresst wird.
Andere Ansätze, wie gentechnisch veränderte Ziegen, die Spinnenseidenprotein in ihrer Milch produzierten, oder Seidenraupen, die zusätzlich Spinnenproteine einbauen, wurden zugunsten der E. coli-Methode verworfen. Diese ist skalierbarer und einfacher in der Handhabung.
Anwendungen in Industrie und Medizin
Die Kombination aus geringem Gewicht und hoher Reissfestigkeit macht Spinnenseide für verschiedene Branchen interessant. In der Textilindustrie dient sie als nachhaltige Alternative zu klassischen Fasern. In der Medizin wird sie unter anderem als Beschichtung für Brustimplantate eingesetzt, um deren Verträglichkeit im Körper zu verbessern. Namhafte Unternehmen wie Balenciaga, Omega und Airbus zeigen Interesse an diesem Material.
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Der Faden selbst hält den Belastungen stand. Die Schwachstelle wäre eher die Verankerung am Gebäude. Auch Peter Parkers Schultern sind immensen Kräften ausgesetzt – doch er ist schliesslich ein Superheld.
FAQ: Häufig gestellte Fragen zu Spinnenseide
Kann Spinnenseide tatsächlich einen Menschen tragen?
Ja, die Reissfestigkeit der Dragline-Seide ist so hoch, dass ein entsprechend dicker Faden einen Menschen tragen könnte. Die natürliche Seide ist jedoch zu dünn für solche Lasten.
Warum wird Spinnenseide nicht in grossen Mengen produziert?
Spinnen sind Kannibalen und lassen sich nicht in engen Räumen züchten. Die E. coli-Methode ist derzeit die skalierbarste Lösung für die industrielle Produktion.
Wo wird synthetische Spinnenseide bereits eingesetzt?
Sie wird in der Textilindustrie, in der Medizin (z. B. für Implantatbeschichtungen) und in der Luftfahrt (z. B. von Airbus) verwendet.