Božie látkové odstredivky dávajú lekcie chemikom zadarmo
Hodvábna niť na okraji siete, ktorá je hlavnou oporou pavučiny, je stokrát pevnejšia ako oceľ - kábel z tohto vlákna, ktorý je trochu hrubší ako záhradná hadica, by mohol podporuje váhu dvoch lietadiel Boeing 737 plných cestujúcich. [3] Môže siahať až do 40% svojej dĺžky [1], zatiaľ čo bičíkový hodváb v špirálach plátna môže siahať až nad 200%. (3)
Výroba vlákna Kevlar® vyžaduje náročné podmienky vrátane varu kyseliny sírovej a skladovania nebezpečných chemikálií, ktorých zničenie je veľmi nákladné. [1] Ale pavúky potrebujú iba pravidelné teploty a používajú oveľa miernejší kyslý kúpeľ vyrábaný špeciálnymi kanálmi. [2]
Pavúky môžu vyrábať látky rôznymi rýchlosťami - až 10-krát rýchlejšie, keď vyrábajú látky, aby sa zbavili predátora - na rozdiel od väčšiny priemyselných chemikálií, ktoré by produkovali „lepkavý zvyšok“, ak by sa rýchlosť veľmi menila. Pavučina je skutočne ekologická - pavúky jedia svoje pavúky, keď ich už nepotrebujú. [2]
Úžasná pevnosť a pružnosť pavučiny je spôsobená jej zložitosťou, vďaka ktorej vyzerajú syntetické vlákna nedokončené. [1] Umelé vlákna sú zvyčajne jednoduché vlákna z materiálu, ale vlákno pavúčej siete. má jadro obklopené koncentrickými vrstvami nanofibríl (malé drôty). Niektoré vrstvy obsahujú nanovlákna zarovnané rovnobežne s osou, zatiaľ čo iné vrstvy obsahujú nanovlákna zabalené ako točité schodisko. Zabalené vrstvy umožňujú plátno natiahnuť, pretože sa skôr narovnávajú ako lámu.
Samotné nanofibrily sú veľmi komplikované a obsahujú malé proteínové kryštály vytvorené v amorfnej matrici (bez formy) zapletených proteínových reťazcov. Tieto nanokryštály sú elektricky nabité, čím zabraňujú skĺznutiu reťazcov a poskytujú pevnosť, zatiaľ čo amorfný materiál je elastický a umožňuje vláknu napnúť sa.
Niektorí vedci sa pokúsili vyrobiť látku, ktorá cez niektoré otvory tlačila roztok plátenného proteínu nazývaného spidroín, ale pevnosť takto získaných vlákien je asi polovičná. vlákien produkovaných pavúkom. Zdá sa, že pavúk produkuje potrebnú zložitosť na to, aby spidroín prešiel fázou tekutých kryštálov, kde sa molekuly v tvare tyče rovnobežne usporiadajú (pri výrobe kevlarových vlákien sa tiež používa fáza tekutých kryštálov).
Christopher Viney z Heriot-Wattovej univerzity v Edinburghu je presvedčený, že im to umožňuje ľahšie prúdenie, čo šetrí energiu. [1] Kvapalný stav tiež upravuje molekuly proteínu tak, aby mohli vytvárať nanokryštály a špirálové nanofibrily. Zdá sa, že sa to deje v dlhom pavúkovom kanáli pavúka, kde sa tlačí a odčerpáva voda. To vedie hydrofóbne (hydro-repelentné) časti proteínov von a tvoria sa nanokryštály, a tým sa umožňuje tvorba vlákien.
Pavúky bežne používajú svoje siete na chytanie hmyzu a iných druhov koristi. Niektoré pavúky však chytajú peľ, aby sa nakŕmili, [4] a poskytujú tak možnú informáciu o funkcii pavúka pred pádom. [5]
Prekladateľ: Roxana Melinte
Odkazy a poznámky
[1] Fox, D., The Spinners, New Scientist 162 (2183): 38-41, apríl 1999. Citát, z ktorého vychádza náš názov, pozri na strane 1.
[2] Ako si pavúky vyrábajú hodváb, Discover 19 (10): 34, október 1998.
[3] Stokstad, E., Gény Spider odhalili flexibilný dizajn, Science 287 (5457): 1378, február 2000 | PMID: 10722376.
[4] Nature Australia 26 (7): 5, leto 1999 - 2000.