Следващия път, когато видите паяжина в гората, помислете: тя е толкова здрава, че една такава нишка, дебела като възрастен, би издържала на джетлайнер! Учените се бориха дълго време, за да разрешат тази загадка и накрая разкриха тайната: оказа се, че всичко е свързано с уникалната структура на мрежата за улавяне на паяка.
За да разберат защо паяжините са пет пъти по-здрави от стоманата, учените са изследвали нишките, които отровният паяк Loxosceles reclusa произвежда, за да създаде мрежи за задържане и контейнери за яйца. Когато е ухапан от този паяк с невероятно дълги крака, човек развива локсосцелизъм - възпаление и след това гангрена краста от умираща тъкан на мястото на ухапването. Изследователите внимателно изследвали паяжината с помощта на атомен микроскоп и открили едно изненадващо обстоятелство. Това, което невъоръжено око взема за една най-тънка нишка (която е около 1000 пъти по-тънка от човешката коса), всъщност е плътно „въже“, изтъкано от стотици нановолокна. Диаметърът на едно такова влакно е 20 ppm милиметър. Подобно на съвременните кабели,всяка верига на мрежата се състои от паралелни наноструктури с дължина най-малко 1 микрон.
Не е много дълго влакно, нали? На пръв поглед може да изглежда така. Ако обаче погледнем структурата на микро ниво, се оказва, че дължината на такова влакно може да надвишава ширината му с около 50 пъти - и изследователите са уверени, че могат да се разтегнат още повече.
Нанофибрите в природата: тайната на силата
Идеята, че мрежата е съставена от нановолокна, не е нова и е обсъждана многократно в научната общност. Досега обаче изследователите не са били в състояние да предоставят доказателства, че наноскопичните нишки съставляват цялата мрежа, а не отделните й части. В този случай уникалните свойства на мрежата Loclusceles reclusa са се превърнали в „тайното оръжие“на учените. Ако повечето паяци въртят цилиндрични нишки, тогава мрежата от тях всъщност е плоска, като лента - това улеснява изучаването под мощен микроскоп.
Новото откритие се основава на още по-ранна работа, която екипът публикува преди година. Тогава учените установиха, че L. reclusa (наричат ги още „кафяви паяци отшелници“) укрепват плоските нишки, използвайки специална техника на тъкане. Подобно на жива шевна машина, паякът тъче около 20 микро бримки във всеки милиметър от мрежата. Тези „шевове“укрепват лепкавата мрежа за капани и й придават невероятна здравина. Изследователите казват, че дори формата на нишките и техниките на тъкане на други паяци да са различни, новото откритие може да бъде отправна точка за изучаване на естествените влакна, които други видове произвеждат.
Промоционално видео:
Заключение
За човечеството тази информация е изключително важна - знаейки как природата създава свръхсилни и много леки нишки, ние самите ще можем да създадем техните синтетични колеги. Изкуствените паяжини биха били полезни навсякъде, от военната и медицинската индустрия до обикновения текстил. Сега обаче е изключително трудно да се пресъздаде такова влакно в индустриален мащаб и никой не е успял в това (въпреки че имаше такива опити преди няколко години). Учените се надяват, че по-нататъшните изследвания ще помогнат, рано или късно, да поставим един от най-сложните и необичайни материали в света в услуга на човечеството.
Василий Макаров
