Następnym razem, gdy zobaczysz pajęczynę w lesie, pomyśl: jest tak mocna, że jedna taka gruba jak dorosły wytrzymałaby odrzutowiec! Naukowcy długo walczyli, aby rozwiązać tę zagadkę i ostatecznie odkryli tajemnicę: okazało się, że chodzi o unikalną strukturę sieci pułapkowej pająka.
Aby dowiedzieć się, dlaczego pajęczyny są pięć razy mocniejsze niż stal, naukowcy zbadali nici, które trujący pająk Loxosceles Reclusa wytwarza w celu stworzenia sieci pułapkowych i pojemników na jajka. Ugryziony przez tego pająka o niewiarygodnie długich nogach, w miejscu ukąszenia rozwija się lokscelizm - stan zapalny, a następnie strupy zgorzeli z umierającej tkanki. Naukowcy dokładnie zbadali pajęczynę za pomocą mikroskopu atomowego i odkryli jedną zaskakującą okoliczność. To, co gołym okiem uważa za pojedynczą, najcieńszą nitkę (która jest około 1000 razy cieńsza od ludzkiego włosa), to w rzeczywistości gęsta „sznurek” utkany z setek nanowłókien. Średnica jednego takiego włókna wynosi 20 ppm milimetra. Jak nowoczesne kable,każde pasmo wstęgi składa się z równoległych nanostruktur o długości co najmniej 1 mikrona.
Niezbyt długie włókno, prawda? Na pierwszy rzut oka może się tak wydawać. Jeśli jednak spojrzymy na strukturę na poziomie mikro, to okazuje się, że długość takiego włókna może przekroczyć jego szerokość około 50 razy - a naukowcy są przekonani, że mogą się rozciągnąć jeszcze bardziej.
Nanowłókna w naturze: sekret siły
Pomysł, że sieć składa się z nanowłókien nie jest nowy i był wielokrotnie dyskutowany w środowisku naukowym. Jednak do tej pory naukowcy nie byli w stanie dostarczyć dowodów na to, że włókna nanoskopowe tworzą całą sieć, a nie jej poszczególne części. W tym przypadku unikalne właściwości sieci pustelników Loxosceles stały się „tajną bronią” naukowców. Jeśli większość pająków wiruje cylindryczne nitki, to ich sieć jest w rzeczywistości płaska, jak wstążka - to ułatwiło badanie pod silnym mikroskopem.
Nowe odkrycie opiera się na jeszcze wcześniejszych pracach, które zespół opublikował rok temu. Następnie naukowcy odkryli, że L. reclusa (nazywane są również „brązowymi pająkami pustelnikami”) wzmacnia płaskie nici specjalną techniką tkania. Jak żywa maszyna do szycia, pająk wplata około 20 mikro-pętli w każdy milimetr wstęgi. Te „szwy” wzmacniają lepką siatkę pułapkową i nadają jej niesamowitą siłę. Naukowcy twierdzą, że nawet jeśli kształt nici i techniki tkania innych pająków są różne, to nowe odkrycie może być punktem wyjścia do badania włókien naturalnych wytwarzanych przez inne gatunki.
Film promocyjny:
Wniosek
Dla ludzkości ta informacja jest niezwykle ważna - wiedząc jak natura tworzy super mocne i bardzo lekkie nici, my sami będziemy w stanie stworzyć ich syntetyczne odpowiedniki. Sztuczne pajęczyny byłyby przydatne wszędzie, od przemysłu wojskowego i medycznego po zwykłe tekstylia. Jednak obecnie odtworzenie takiego włókna na skalę przemysłową jest niezwykle trudne i nikomu się to nie udało (choć takie próby były kilka lat temu). Naukowcy mają nadzieję, że dalsze badania pomogą, prędzej czy później, oddać jeden z najbardziej złożonych i niezwykłych materiałów na świecie w służbę ludzkości.
Wasilij Makarow