Почему паутина в пять раз прочнее стали: ученые наконец нашли ответ
В следующий раз, когда увидите в лесу паутинку, задумайтесь: она настолько прочная, что одна такая нить толщиной со взрослого человека выдержала бы реактивный лайнер! Ученые долго бились над решением этой загадки и наконец раскрыли секрет: оказалось, что все дело в уникальной структуре ловчей сети пауков.
Чтобы узнать, почему паутина в пять раз прочнее стали, ученые изучили нити, которые ядовитый паук Loxosceles reclusa вырабатывает для создания ловчих сетей и вместилищ для кладок яиц. При укусе этого паука с невероятно длинными лапами у человека развивается локсосцелизм — воспаление, а затем и гангренные струпья из отмирающих тканей на месте укуса. Исследователи внимательно рассмотрели паутину с помощью атомного микроскопа и обнаружили одно удивительное обстоятельство. То, что невооруженный глаз принимает за одну-единственную тончайшую нить (толщина которой примерно в 1000 раз меньше человеческого волоса), на самом деле является плотным «канатом», сплетенным из сотен нановолокон. Диаметр одного такого волокна — 20 миллионных долей миллиметра. Подобно современным кабелям, каждая нить паутины состоит из параллельных наноструктур длиной не менее 1 мкм.
Не очень длинное волокно, не правда ли? Так может показаться на первый взгляд. Однако, если рассмотреть структуру на микроуровне, то окажется, что длина такого волокна может превосходить ширину примерно в 50 раз — и исследователи уверены, что они могут растягиваться еще сильнее.
Нановолокна в живой природе: секрет прочности
http://nashaplaneta.su/_nw/565/75057790.jpg
Идея того, что паутина состоит из нановолокон, не нова и уже множество раз обсуждалась в научном сообществе. Однако до сих пор исследователи не могли предоставить доказательство того, что наноскопические нити составляют всю паутину, а не отдельные ее части. «Секретным оружием» ученых в данном случае стали уникальные свойства паутины Loxosceles reclusa. Если большинство пауков прядет цилиндрические нити, то паутина этих по факту плоская, как лента — это облегчило исследование под мощным микроскопом.
Новое открытие основывается на еще более ранней работе, которую команда опубликовала год назад. Тогда ученые выяснили, что L. reclusa (их еще называют «коричневые пауки-отшельники») усиливают плоские нити с помощью специальной техники плетения. Словно живая швейная машинка, паук вплетает примерно 20 микропетель в каждый миллиметр паутины. Такие «стежки» укрепляют липкую ловчую сеть и придают ей невероятную прочность. Исследователи уверяют, что даже если форма нитей и техника плетения сетей у других пауков и отличаются, новое открытие может стать отправной точкой для изучения натуральных волокон, которые производят другие виды.
Заключение
Для человечества эта информация чрезвычайно важна — зная, как природа создает сверхпрочные и очень легкие нити, мы и сами сможем создавать их синтетические аналоги. Искусственная паутина пригодилась бы везде, от военной и медицинской промышленности до рядового текстиля. Однако сейчас воссоздать подобное волокно в промышленных масштабах крайне тяжело, и в это так никто и не преуспел (хотя пару лет назад такие попытки были). Ученые надеются, что дальнейшие исследования помогут рано или поздно поставить на службу человечеству один из самых сложных и необычных материалов в мире.
Комментарий редакции
Тезисы:
1. Паутина, как оказалось, прочнее стали в пять раз благодаря уникальной структуре нановолокон.
2. Ученые изучили паутину ядовитого паука Loxosceles reclusa, что позволило раскрыть секреты ее прочности.
3. Нити паутины представляют собой плотные канаты, сплетенные из сотен нановолокон, что и обеспечивает их высокую прочность.
4. Техника плетения паука, которая включает микропетли, значительно усиливает паутину.
5. Данное открытие может послужить основой для создания синтетических аналогов паутины, пригодных в различных отраслях.
Вывод:
По мнению автора, понимание структуры и свойств паутины предоставит человечеству возможность создавать сверхпрочные и легкие материалы, которые могут найти применение в различных областях, что в долгосрочной перспективе окажет значительное влияние на технологии и промышленность.
Вывод редакции:
Тезисы автора отражают актуальные научные исследования в области биомиметики и материаловедения. Статья основана на фактических данных и исследованиях относительно структуры паутины и сохранения ее уникальных свойств, что соответствует современным достижениям науки. Описание возможностей применения результатов исследований в промышленности и медицине указывает на высокую значимость таких открытий для будущего.
Редактор: mini4o
1. Паутина, как оказалось, прочнее стали в пять раз благодаря уникальной структуре нановолокон.
2. Ученые изучили паутину ядовитого паука Loxosceles reclusa, что позволило раскрыть секреты ее прочности.
3. Нити паутины представляют собой плотные канаты, сплетенные из сотен нановолокон, что и обеспечивает их высокую прочность.
4. Техника плетения паука, которая включает микропетли, значительно усиливает паутину.
5. Данное открытие может послужить основой для создания синтетических аналогов паутины, пригодных в различных отраслях.
Вывод:
По мнению автора, понимание структуры и свойств паутины предоставит человечеству возможность создавать сверхпрочные и легкие материалы, которые могут найти применение в различных областях, что в долгосрочной перспективе окажет значительное влияние на технологии и промышленность.
Вывод редакции:
Тезисы автора отражают актуальные научные исследования в области биомиметики и материаловедения. Статья основана на фактических данных и исследованиях относительно структуры паутины и сохранения ее уникальных свойств, что соответствует современным достижениям науки. Описание возможностей применения результатов исследований в промышленности и медицине указывает на высокую значимость таких открытий для будущего.
Поделиться:
Записи на схожие темы
Паутина не прочная, легко рвётся. Автор фильмов ужасов насмотрелся.
Алекс, Вы опять невнимательны.
“она настолько прочная, что одна такая нить толщиной со взрослого человека выдержала бы реактивный лайнер!”
это где толщину мерят взрослыми человеками? Ещё бы попугаями измерили или слонёнком.)))
Читайте внимательнее.
Да уж прикольно про нить толщиной с человека)).Ну скажем трос толщиной с человека выдержит реактивный лайнер тоже .Вероятнее всего хотели написать толщиной с палец взрослого человека.
Так Вы не против , что Вы Алекс?)
Почему-то никто не говорит о том, что если раздуть паутину до каната, то ее прочность станет на порядки ниже. Это сравнимо с тем, что динозавры в текущих условиях не смогли бы двигаться, или с тем, что кит безпомощен на воздухе.
Может, какого-нибудь паука вместо Чубайса поставить руководить нанопроизводством? у меня странное подозрение, что дела лучше пойдут…
Корабельные канаты гораздо тоньше человека, а масса кораблей на порядки выше, но выдерживают же, когда такая махина движется по инерции. И якорные цепи не рвутся, только якоря ползут.
Что-то тут автор с человеческим туловищем загнул.