Прочные сети

Почему паутина в пять раз прочнее стали: ученые наконец нашли ответ
Владелец паутины — грозный и крайне ядовитый коричневый паук-отшельник
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

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.
pcnews.ru/