01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Физика
8 июля

Свойства паучьего шелка помогут создать сверхпрочные тросы

Nephila pilipes
Kai Peng of Huazhong University of Science and Technology

Ученые из Лондонского университета королевы Марии выяснили, что паучий шелк частично пружинится при скручивании в отличие от человеческого волоса, металлических проволок или синтетических волокон. Свойства эластичного и прочного паучьего шелка пригодятся при создании спасательных веревочных лестниц и парашютных тросов. Исследование опубликовано в Applied Physics Letters.

«Паучий шелк очень отличается от других привычных нам материалов. Каркасная нить паутины почти никогда не скручивается, и мы решили узнать почему», – сказал автор исследования Дэвид Данстан.

Ученые использовали установку, напоминающую крутильные весы, с помощью которых Генри Кавендиш в конце XVIII века впервые измерил гравитационное притяжение между лабораторными телами. Ученые исследовали нить двух видов пауков Nephila edulis и Nephila pilipes. Вращающийся прибор скрутил шелк, а камера зафиксировала малейшие колебания нити. Оказалось, что нити лишь слегка деформировались при скручивании. Это означает, что шелк высвобождает более 75% своей потенциальной энергии. Нити сопротивляются вращению и распределяют внутри себя энергию.

Ученые отметили, что такие свойства шелка могут быть связаны с его сложной физической структурой, которая состоит из нескольких нанофибрилл (нитевидных белковых структур). Каждая нанофибрилла представляет собой полукристаллический полимер, включающий упорядоченные нанокристаллические слои с высокой степенью внутренней водородной связи. Аморфные полипептидные цепи соединяются со слоями, чтобы образовать молекулярную сеть. По мнению ученых, из-за скручивания слои растягиваются и водородные связи деформируются. Слои могут восстановить свою первоначальную форму, но цепи остаются частично деформированными.

Ученые продолжат исследование, чтобы лучше понять, почему нити остаются во время скручивания жесткими, и в какой степени воздух помогает рассеивать энергию.

Комментарии

Все комментарии
Обсуждаемое