Ця павутина в 5 разів міцніше сталі
Павутина відома як один з найпотужніших природних матеріалів у світі, і тепер вчені краще розуміють, чому. Все пов’язано з приказкою «де їх багато, сила росте».
За допомогою атомно-силового мікроскопа (який можна візуалізувати на молекулярному рівні), сфокусованого на полотні коричневого павука-відлюдника (Loxosceles reclusa), було виявлено, що кожна тканинна нитка складається з тисяч паралельних «нанониток» або «нанофібрил».
Це відкриття, мабуть, допоможе нам розробити надпотужні штучні матеріали. Кожна з цих нанопровідників виготовлена з білка і має діаметр менше мільйонної частки сантиметра, що в сотні тисяч разів тонше людського волосся, стверджують дослідники з коледжу Вільяма та Мері, штат Вірджинія.
"Ми очікували виявити, що волокно є компактною масою, але ми виявили, що це свого роду крихітний кабель", - говорить Ганнес Шніепп, один із членів команди.
Також пропонується ідея існування нанопровідників у павутині, але це вперше, коли вченим вдалося чітко побачити склад нитки. Дослідники обрали для дослідження коричневого павука, оскільки його полотно є плоским і не циліндричним.
Кожна нанопроволока принаймні в 50 разів перевищує її товщину, і якщо взяти до уваги техніку плетіння, виявлену в тому ж році лабораторією, виходить дуже стійкий матеріал, який у п’ять разів міцніший за сталь з точки зору з точки зору ваги, яку він може витримати.
Павутина надзвичайно довговічна
Тому секрет коричневої павутини-пустельника знаходиться в окремих нанофібрилах. Павутина, сплетена іншими павуками, структурована не однаково.
Його плетуть для того, щоб зловити здобич на рівні землі. Зв'язки між нанопроводами досить слабкі, але нанопроводи, взяті разом, дуже міцні.
Команда розробила структурну модель на основі своїх висновків, яка з часом може дозволити нам виготовляти власні матеріали, засновані на принципах коричневої павутинної павутини - плоскі, довгі та надзвичайно тонкі кабелі.
Вже було проведено багато досліджень щодо створення штучних "павутинних мереж" - для виготовлення шоломів для велосипедистів та для загоєння ран - і останні дослідження в наномасштабі повинні виявитися дуже корисними.
"Отримані результати дають цікаві підказки про те, як природа виробляє дивовижні матеріали. Розуміння властивостей коричневих павутинних павутин на молекулярному рівні дає дані про один з найдовговічніших матеріалів у природі і може прокласти шлях до дизайну інших синтетичних матеріалів ”, - сказав Мохан Срінівасарао, представник Національного наукового фонду, який допоміг фінансувати дослідження.
Дослідження опубліковано в ACS Macro Letters.