Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã phát thấy tơ nhện, được biết đến như một trong những vật liệu dai nhất, lại mang một tính chất khác, có thể được sử dụng làm cơ nhân tạo hoặc bộ khởi động rô bốt. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Science Advances.
  
Sợi đàn hồi phản ứng rất mạnh với những thay đổi về độ ẩm. Trên mức độ ẩm tương đối trong không khí, sợi đột nhiên co lại và vặn xoắn, tạo ra lực đủ mạnh để cạnh tranh với các vật liệu khác đang được khám phá như bộ khởi động - các thiết bị thực hiện một số hoạt động như điều khiển van.
 
Gần đây, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra tính chất siêu co của tơ nhện, trong đó các sợi mảnh có thể đột nhiên co lại để phản ứng với những thay đổi về độ ẩm. Phát hiện mới không chỉ làm sợi co lại, mà còn vặn xoắn đồng thời, tạo ra một lực xoắn mạnh. "Đây là một hiện tượng mới", GS. Markus Buehler, đồng tác giả nghiên cứu nói.
 
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm một số vật liệu khác, bao gồm cả tóc người, nhưng không tìm thấy chuyển động xoắn giống như vậy trong các vật liệu khác mà họ đã thử. Nhưng Liu cho biết anh bắt đầu nghĩ ngay rằng hiện tượng này "có thể được sử dụng cho cơ nhân tạo".
 
GS. Buehler, cho rằng như một phương thức mới để kiểm soát một số loại cảm biến hoặc thiết bị điều khiển: "Điều này có thể rất thú vị đối với cộng đồng người máy. Bạn có thể điều khiển các chuyển động đó rất chính sách bằng cách kiểm soát độ ẩm".
 
Tơ nhện đã được biết đến với tỷ lệ đặc biệt về độ bền/trọng lượng, tính linh hoạt và độ dẻo hoặc khả năng phục hồi. Một số nhóm nghiên cứu trên khắp thế giới đang nỗ lực mô phỏng các tính chất này trong phiên bản tổng hợp của sợi từ protein.
 
Thông qua kết hợp giữa các thí nghiệm tại lab và mô hình hóa phân tử bằng máy tính, các nhà khoa học có thể xác định được cơ chế xoắn. Cơ chế này dựa vào sự gấp lại của một loại khối ghép protein đặc biệt, được gọi là proline.
 
"Nhện kéo tơ là sợi protein", PGS. Dabiao Liu, một trong các tác giả nghiên cứu giải thích. "Nó được tạo thành từ hai loại protein chính là MaSp1 và MaSp2". Proline rất quan trọng đối với phản ứng xoắn, được tìm thấy trong MaSp2 và khi các phân tử nước tương tác với proline, chúng phá vỡ các liên kết hydro theo cách không đối xứng làm quay chỉ theo một hướng và trong điều kiện độ ẩm khoảng 70%.
 
"Tính chất độc đáo của tơ nhện là thể hiện khả năng siêu co và hành vi xoắn để đáp ứng với các tác nhân bên ngoài như độ ẩm, có thể được khai thác để thiết kế vật liệu từ tơ phản ứng với khả năng điều chỉnh chính xác ở cấp độ nano", Anna Tarakanova, đồng tác giả nghiên cứu nói. "Các ứng dụng tiềm năng rất đa dạng: từ rô bốt mềm và cảm biến độ ẩm đến vải dệt thông minh và máy sản xuất năng lượng xanh".
 
Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng các vật liệu tự nhiên khác cũng thể hiện tính chất này, nhưng nếu không được chú ý. Ngoài các cơ nhân tạo, phát hiện nghiên cứu này cũng có thể cho ra đời các cảm biến độ ẩm chính xác.