https://frosthead.com

Кафявата пустиня коприна е по-силна от стоманата, защото е изградена като кабел

Паяковата коприна често се рекламира като най-силния материал на Земята: Според някои изчисления тя може да бъде до пет пъти по-здрава от стоманен кабел с подобно тегло - въпреки че това сравнение не е перфектно. Ако хората могат да произвеждат паякова коприна в индустриален мащаб, което се опитват да правят от десетилетия, това може да доведе до ера от леки бронежилетки, шлемове, свръхздрави нишки и лепенки, които биха могли да се използват по време на операция и дори леки самолети на фюзелажа, Един от основните проблеми обаче е, че учените не знаят какво точно прави паяковата коприна толкова силна и еластична. Последните проучвания обаче започват да разгадават мистерията.

Една от причините за паяковата коприна е трудно да се разбере е, че нишките от коприна са супер тънки и да се получи добър поглед върху цилиндричните нишки под микроскоп е трудно. Кортни Мицели от Science съобщава, че затова изследователите от Колежа на Уилям и Мери са се концентрирали върху коприна от кафявия паяк затворник, който произвежда плоска панделка, която е по-лесна за изследване с помощта на атомно-силова микроскопия, за да разгледа нишките на молекулно ниво. Това ниво на детайлност е необходимо - копринените нишки могат да бъдат толкова малки, колкото 1/1000 от размера на човешката коса.

В последното си проучване в списанието ACS Macro Letters, екипът откри, че вместо да бъде една дълга нишка протеин, лентата от коприна е съставена изцяло от 1 наностранни наностранди с дължина 1 микрон, залепени паралелно. Обикновено около 2500 от тези мини кичури се слепват, за да образуват едно кичур коприна.

„Очаквахме да открием, че фибрите са единична маса“, казва в изявление съавторът Ханес Шниеп от William & Mary. „Но това, което открихме, беше, че коприната всъщност беше един вид мъничък кабел.“

Това също не е първото копринено откритие на екипа. В проучване от 2017 г. те разгледали внимателно как малките паякообразни въртят коприната си, откривайки, че създават малки бримки, които придават по-твърда на влакната. Всеки кичур има до 500 бримки на инч. Miceli съобщава, че предишни проучвания предлагат наностранди да участват в грима на коприната, но никой не е помислил, че цялата жилка ще бъде съставена от тях. Въоръжени с новите изследвания и информация за бримките, сега изследователите създадоха нов модел за структурата на паяковата коприна. Нанотендрилите не са сплетени заедно като въжен кабел, а вместо това са залепени със слаби връзки на relativley. Когато действат като цяло обаче, кичурите придават на коприната невероятната си сила.

Друго проучване, публикувано в края на октомври, също помага на изследователите да осмислят паяковата коприна. Учените, изследващи паяците на черна вдовица, са измислили сложния процес, който превръща аминокиселините, суровината за паяжините, в истинска паяжина. Използвайки най-съвременната микроскопия, изследователите успяха да наблюдават как копринените жлези на паяка събират протеините в копринени нишки, процес, който може да помогне на човешките спинери да измислят по-ефикасни начини за производство на паякова коприна за търговска употреба.

Въпреки че няколко компании през последните години обявиха планове за пускане на пазара на продукти от паяжина коприна и въведоха прототипи, включително обувки и якета, изработени от нещата, все още не можем да видим каквото и да е арачно облекло в местния мол.

Кафявата пустиня коприна е по-силна от стоманата, защото е изградена като кабел