Павутина

Отримані від павука нитки експериментатори помістили у вакуумну камеру. Тут їх висушили та піддали багаторазовим циклам осадження на поверхню павутинок металевих сполук, що перемежовувалися витримуванням у парах води [12].

Спочатку як така сполука використовувався диетилцинк Zn(C2H5)2, оскільки цинк гарантовано працює "підсилювачем міцності" хоча б в одного виду - він відповідає за надзвичайну міцність зубів багатощетинкових хробаків нереїд, які легко гризуть коралові скелети. Потім до цинку додали алюміній у формі триметилалюмінію Al(CH3)3 і відомий своєю міцністю титан (IV) у формі Ti(OCH(CH3)2)4 [17].

Після кількох сотень таких циклів (кожен тривалістю 1-2 хвилини) на поверхні павутинки залишалася тонка плівка оксиду - цинку, алюмінію або титану відповідно. І механічні показники - що вихідний модуль Юнга, що межа міцності, - різко збільшувалися. Краще всіх себе показав титан, і в цілому, чим більше циклів метал/вода було, тим краще був результат [17].

Можна було б подумати, звичайно, що зайву силу павутині дало зовнішнє покриття, однак це не так. За покращання міцності та еластичності відповідають атоми металу, що проникли в білкову структуру самої павутини [12].

Саме по собі оксидне покриття великого виграшу не давало (наприклад, воно не розтягується навіть на 1%), та й від товщини його шару механічні характеристики залежали слабо. А ось зафіксувати сліди титану всередині самої нитки вченим вдалося за допомогою спектрометрії та електронного мікроскопу [13].

Як виявилося, важливим був і сам процес введення металу в білок - навіть повноцінне вимочування ниток протягом 10 годин у диетилцинку і йому подібним не давало результату, хоч трохи порівнянного з багаторазовими циклами осадження металу й води [14].

Лі Син Мо і його колеги думають, що атоми металів допомагають "склеювати" окремі білкові молекули, з яких складається павукова нитка. У натуральній павутині цю роботу виконують слабкі водневі зв'язки між атомами на кінцях паралельних одна одній молекул; саме велика кількість таких взаємозамінних зв'язків і дає павутині її силу [16].

В "металізованій" павутині замість слабких водневих встановлюються сильні ковалентні зв'язки, думають німецькі вчені, що й надає додаткову міцність [12].

Роль водяної пари в цьому процесі - "розмочити" білкові структури, щоб атоми металу могли проникнути усередину. Як визнають вчені, міркування про ковалентні зв'язки - лише гіпотеза, для перевірки якої буде потрібно ще чимало експериментів [11].

ВИСНОВКИ

. Павуки живляться лише рідкою їжею, тому для полювання вони використовують отруту, яка паралізує нервову систему комах. Вбивши жертву, павук вводить їй всередину краплину слини. Вона містить травні ферменти, які перетравлюють комаху, після чого павук висмоктує схожу на суп речовину.

. На кінці черевця павука розміщені павутинні бородавки. Речовина, що виходить з них, на повітрі перетворюється в нитки незвичайної міцності. Міцність павутини на розрив - до 260 кг на квадратний міліметр. Павутинна нитка - це справжнє технологічне чудо. В ній сплетені кілька твердих та еластичних ниточок.

. За звичай, самець менший за самку, і часто після спаровування поїдається нею. Запліднення внутрішнє. Яйця відкладаються у кокон , зроблений з павутини. Багато видів піклуються про потомство - охороняють кокон, доглядають за павуками, що вийшли із яєць. Розселення молоді у низки видів відбувається за допомогою павутини, які підхоплюються вітром і переносяться на значні відстані.

Перейти на сторінку: 1 2 3 4


Подібні статті

Природний відбір
Приро́дний відбі́р (або добір) — процес, завдяки якому сприятливі спадкові характеристики стають більш загальними в наступних поколіннях популяції організмів, що розмножуються, а несприятливі спадкові характеристики стають менш з ...

Учення В.І. Вернадського про ноосферу
Ноосфера ("мисляча оболонка", сфера розуму) – вища стадія розвитку біосфери. Це сфера взаємодії природи і суспільства, в межах якої розумна людська діяльність стає головним, визначаючим чинником розвитку. Чому виникло поняття & ...

Головне меню