Исследователи из лаборатории наномеханики Университета Тренто (Италия) и Центра по разработкам с применением графена Кембриджского университета нашли несложной и действенный метод вынудить пауков применять нанотрубки для плетения ловчих сетей. Бионическая паутина может применяеться в производстве лёгких и прочных тканей для армирующих современной одежды и сеток.

Смотрите кроме этого: Созданы шторы, каковые реагируют на свет

Ученые из Калифорнийского Университета создали шторы из углеродных нанотрубок, талантливые реагировать на свет. Несколько экспертов во главе с доктором наук Эли Джавеем совершила изучения, благодаря которым в скором будущем мир заметит неповторимые инновационные шторы, владеющие свойством реагировать на свет. Путём размещения в пластиковые карбонатные мембраны слоёв углеродных нанотрубок, являющихся узкими цилиндрическими структурами из углеродных аллотропов, был создан новый тип материала, что реагирует на освещение.

Модель бионической паутины (изображение: EmilianoLepore et al.).

Бионика появилась как научное направление, в котором разработчики пробуют воссоздать необычные качества живых организмов. Эхолокация позаимствована у дельфинов и летучих мышей, поверхность лучших гидрокостюмов имитирует свойства акульей кожи а также популярная застёжка-липучка появилась как подобие крючков соцветия репейника.

Значительно сложнее обучиться копировать узкую структуру природных компонентов. Неестественный жемчуг всё ещё уступает настоящему, как и ацетатный шёлк – нитям тутового шелкопряда. Улучшить же свойства натуральных материалов на молекулярном уровне до недавних пор и вовсе казалось фантастической задачей.

Рыбалка на паутину (фото: Eric Muhs).

Попытки применять паутину наравне с шёлком были известны в далеком прошлом. Обитатели Новой Соломоновых островов и Гвинеи ловили с её помощью рыбу-иглу (Syngnathus typhle), так как на крючок её поймать нереально.

Приманка обмантывалась паутиной и привязывалась к воздушному змею. Рыба хватала приманку, запутывалась в прочной паутине и вытаскивалась из воды.

В 1710 году Франсуа-Ксавье Бон де Сент-Илер преподнёс Людовику XIV перчатки и чулки, сделанные из паутины. Искусствовед Саймон Пирс в 2009 году применял около миллиона мадагаскарских пауков-кругопрядов (рода Nephila), дабы создать художественное полотно площадью четыре квадратных метра. Сперва его демонстрировали в Нью-Йорке, а после этого сшили из него платье и сделали экспонатом музея Виктории и Альберта в Лондоне.

Платье из паутины мадагаскарских кругопрядов (фото: Getty images).

Подобные примеры единичны, потому, что производство паутины так и не взяло широкого распространения из-за специфики сложности выращивания и самого материала пауков. Большая часть из них (за исключением Anelosimus eximius и других публично-социальных видов) ведут одиночный образ судьбы. Они весьма прихотливы к условиям содержания, владеют тяжело предсказуемой продуктивностью и склонны к каннибализму.

В следствии громадных затрат на обработку и получение паутины, её себестоимость выясняется через чур высока для промышленного применения.

Многие исследователи пробовали решить эту проблему посредством подбора самые перспективных видов пауков и пищевых добавок, каковые разрешили бы улучшить их производительность, и поменять прочностные характеристики самой паутины, заодно снизив её липкость. Отборных пауков подкармливали премиксами с магнием, цинком, селеном, медью, железом а также свинцом. Кое-какие смеси временно повышали прочность паучьих жвал, но мало оказывали влияние на механические особенности самой паутины.

Методика опыта (изображение: EmilianoLepore et al.).

Итальянские исследователи поступили значительно несложнее. Они просто прошлись около лабораторного корпуса и собрали несколько десятков пауков. После этого физики-натуралисты сделали две водных дисперсии: с углеродными нанотрубками и частицами графена размером 200 – 300 нм в поперечнике.

Взятым раствором собранных пауков обрызгали, предварительно поделив их на группы.

Усреднённые механические особенности первых образцов бионической паутины.

Столь неотёсанный способ, выполненный в лучших традициях Кейва Джонсона, дал неожиданный итог. По окончании опрыскивания пауков «жидкими нанотехнологиями» четыре из них умерли в судорогах. Добрая половина из оставшихся в живых разучилась ткать паутину, но вторая добрая половина сделала немыслимое.

Произведённая этими пауками нить превзошла по своим механическим особенностям лучшие из известных образцов, включая паутину мадагаскарских кругопрядов.

Измерения продемонстрировали, что предел прочности достиг 5,4 ГПа; модуль продольной упругости — 47,8 ГПа, а модуль жёсткости – 2,1 ГПа, либо 1567 Дж/г.

Иными словами полусинтетическая паутина появилась в 3,5 раза прочнее самой крепкой натуральной. Как же этого удалось достигнуть? В собственной работе авторы будут считаться, что до тех пор пока сами не знают подробности произошедшего. Рамановская спектроскопия продемонстрировала, что нанотрубки стали частью паутины, причём они были распределены фактически равномерно на всей протяженности нити.

Как как раз пауки смогли захватить их из раствора и применять для плетения собственных сетей – тема предстоящих изучений.

Создатель: Андрей Васильков

Случайная статья:

• Iblazr: вспышка для смартфона, и не только вспышка
• Обзор: exeq p-801 — "мини" с потенциалом

Бионика. Власть паутины

Похожие статьи:

• Рентген научили видеть соринку в глазу

  Новый рентгеновский аппарат размером с коробку из-под обуви выдаёт в сто раз более детализированные изображения внутренних органов, наряду с этим меньше…

• Lg научил умный дом говорить через мессенджер line

  Интернет, технологии, биоинженерия… все эти сферы всё посильнее завязываются между собой. Интернет вещей — это настоящий тренд последних лет. Сейчас…

• Как научить смартфон заряжаться без проводов

  В одной из прошлых подборок нужных аксессуаров для смартфонов мы поведали о внешнем аккумуляторе со встроенным беспроводным зарядным устройством…