Wide Web se poate face de multe ori mai puternice și mai elastică

Titan consolidat pânzele de păianjen

oamenii de știință germani au reușit să transforme un web deja puternică a unei supernove reale, care este de multe ori mai puternic și este perfect întinsă. Oamenii de știință macerat fir de păianjen și de a introduce in atomii de metal, care sunt „lipite“ proteine ​​individuale paianjen de matase.

Conform legendei, Ludovic al XIV-lea și Napoleon purta mănuși, fabricate din web și îmbătrânirea britanic Regina Victoria, Ambasada chineză a prezentat întreaga manta a unui material. Este dificil de spus dacă aceste afirmații pot fi de încredere, și ce proporție din aceste țesuturi a fost de fapt fir de păianjen, dar punctul în toate acestea este. În condiții adecvate de păianjen poate rezista la tensiune de mai multe ori mai mare decât tensiunea maximă a filamentelor din oțel de același diametru ca cel de mai multe ori cu ușurință. De exemplu, păianjenul în grosime de 1 mm ar trebui, teoretic, să dețină o persoană; cum să nu ne bucurăm că nu păianjeni spin un web.

Mai mult:

Despre condițiile specifice, prezența unor clase mai puternice de oțel și faptul că păianjenul întinzându-se astfel cu 20-30%, comparativ cu o astfel, în general, nu se menționează. Cu toate acestea, elasticitate, durabilitate, și ușurința de a face web mulți ingineri de vis de a crea un material sintetic similar cu acesta - sau cel puțin să învețe cum să producă un web de viață la scară industrială. Mai mult, astfel de experimente este: derivate gene ADN de capra, care au o pânză de păianjen, ca și în lapte este o cantitate mare de astfel de proteine ​​- cu toate acestea, nu weaved într-o formă de fir.

Acum, un grup de fizicieni germani și chimiști sub conducerea lui Lee Seung Mo de la Institutul de Fizica microstructurii Max Planck a arătat că pânza de păianjen se poate face chiar mai puternic și mai elastică.

Manipularea specială face ca web a vieții într-o supernovă, care este mai puternică decât de 5 ori și „extensibile“ de trei ori.

Oamenii de știință au încercat să obțină o confirmare suplimentară a ipotezei că rezistența sale materiale biologice deosebit de puternice - smalțului dinților, gheare, elemente scheletice, unele organisme epături - derivă din impuritățile anorganice relativ scăzute în matricea de proteină. Mai degrabă decât construirea de corespondență grafică fără sfârșit a parametrilor de rezistență cu cantitatea de metal în proteine, Lee Seung-Mo si colegii sai au decis sa compare direct modul în care diferite thread va păianjen, în care un pic de metal de pe firul de păianjen, în care soarta sa.

oamenii de știință păienjeniș extrase utilizând spider genului Araneus, bobinare pe un clip de cupru. Araneus - rudele apropiate ale familiar pentru noi toți păianjen Araneus, este printre ei și a făcut-o. Ce tip de Araneus utilizate nu este specificat, dar fizica l-au prins în curtea institutului său din Halle, în inima Europei, este puțin probabil că a fost un specimen exotice.

Mai mult:

S-a obținut din experimentatorii de fir de păianjen plasat într-o cameră de vid. Aici au fost uscate și supuse la cicluri repetate de precipitații pe suprafața compușilor straturi subțiri metalice intercalate prin menținerea în vapori de apă. Inițial, ca un astfel de compus utilizat dietilzinc Zn (C2 H5) 2. deoarece zincul este garantat de a lucra „factor de amplificare“, cel puțin o specie - el este responsabil pentru dinții extraordinare fortăreței nereide Polichete, care sunt ușor de rontaie schelete de corali. Apoi, s-a adăugat zinc sub formă de aluminiu de trimetilaluminiu AI (CH3) 3 și cunoscut pentru titan concentrație (IV) sub formă de Ti (OCH (CH3) 2) 4.

După câteva sute de astfel de cicluri (fiecare cu o durată de 1-2 minute) asupra nervurilor de suprafață a rămas oxid film subțire - zinc, aluminiu sau titan, respectiv. Și caracteristici mecanice - că modul de sursă de Jung, care rezistența la întindere, - a crescut brusc. Cel mai bun este prezentat titan în sine, și, în general, mai multe cicluri de metal / apă a fost, cu atât mai bine a fost rezultatul (deși curba de tensiune în funcție de relativă întindere mecanică comportat complicat).

S-ar crede, desigur, că puterea suplimentară web a dat o acoperire exterioară, dar nu este:

pentru o mai bună rezistență și elasticitate îndeplinesc atomii metalici penetrante structurii proteinei în sine web.

În sine, acoperirea de oxid nu a dat un câștig mare (de exemplu, este chiar de 1% nu este întins), iar grosimea stratului său depinde slab de caracteristicile mecanice. Dar urme de titan fixe în cadrul oamenii de știință au reușit în fire și prin spectrometrie de microscop electronic.

După cum sa dovedit, a fost un proces important și foarte metalic introducerea într-o proteină - chiar și un complet șuvițe de înmuiere în decurs de 10 ore de dietilzinc și altele asemenea nu a dat rezultate în nici un mod comparabil cu multiple cicluri de depunere de metal și apă.

Son Mo Lee si colegii sugereaza ca atomii de metal ajută la „lipici“ moleculele individuale de proteine ​​care formeaza firul de păianjen. In aceasta lucrare web naturale opera legături de hidrogen slabe între atomii de la capetele moleculelor paralele între ele; este o astfel de abundenta de obligațiuni schimbabile și dă web puterea.

În „metalizată“ web în loc de hidrogen slabe stabilite legăturile covalente puternice, oamenii de știință germani cred că dă putere suplimentară.

Rolul vaporilor de apă în acest proces - de „impregnare“ structurile proteice atomii de metal pot infiltra în interior. Cum de a recunoaște oamenii de știință, discuția de legături covalente - o ipoteză pentru a testa care va necesita mult mai multe experimente.

Din punct de vedere practic, cu toate acestea, este, în mod specific, dacă a confirmat această ipoteză. Dacă învățăm vreodată să țese pe un fir de păianjen solid la scară industrială - fie folosind capre transgenice sau prin sinteză chimică - știm deja cum să facă chiar de multe ori mai puternic.