Божи предене на плат дава безплатни уроци на химици
Копринената нишка на ръба на мрежата, основната опора за паяжината, е сто пъти по-здрава от стоманата - кабел от това влакно, малко по-дебел от градинския маркуч, би могъл поддържа тежестта на два самолета Boeing 737, пълни с пътници. [3] Той може да се простира до 40% от дължината си, [1] докато бичулистата коприна в спиралите на платното може да се простира до над 200%. (3)
Производството на влакна Kevlar® изисква сурови условия, включително кипене на сярна киселина и съхранение на опасни химикали, чието унищожаване е много скъпо. [1] Но паяците се нуждаят само от редовни температури и използват много по-мека киселинна баня, произведена от специални канали. [2]
Паяците могат да произвеждат плат с различна скорост - до 10 пъти по-бързо, когато правят плат, за да се отърват от хищник - за разлика от повечето индустриални химикали, които биха произвели "лепкав остатък", ако скоростта варира толкова много. Паяжината наистина е екологична - паяците ядат собствените си паяци, когато вече нямат нужда от тях. [2]
Удивителната здравина и еластичност на паяжините се дължи на неговата сложност, което прави синтетичните влакна да изглеждат недовършени. [1] Изкуствените влакна обикновено са обикновени прежди, но влакната на паяжина има ядро, заобиколено от концентрични слоеве нанофибрили (малки жици). Някои слоеве съдържат нанофибрили, подредени успоредно на оста, докато други слоеве съдържат нанофибрили, увити като вита стълба. Опакованите слоеве позволяват платното да бъде опънато, тъй като те се изправят, вместо да се счупят.
Самите нанофибрили са много сложни, съдържащи малки протеинови кристали, образувани в аморфна матрица (без форма) от заплетени протеинови вериги. Тези нанокристали са електрически заредени, като по този начин предотвратяват плъзгането на веригите и осигуряват здравина, докато аморфният материал е еластичен и позволява влакното да се разтяга.
Някои изследователи са се опитали да произведат плат, прокарвайки през някои дупки разтвор от платно протеин, наречен спидроин, но силата на така получените влакна е около наполовина по-силна. от влакната, произведени от паяка. Изглежда, че паякът произвежда необходимата сложност, за да накара спидроина да премине през течна кристална фаза, където пръчковидните молекули се подреждат паралелно (производството на кевларово влакно също използва фаза от течни кристали).
Кристофър Вани от университета Хериот-Уат в Единбург вярва, че това им позволява да текат по-лесно, като по този начин пестят енергия. [1] Течното състояние също подравнява протеиновите молекули, така че те да могат да образуват нанокристали и спирални нанофибрили. Изглежда това се случва в дългия паякообразен канал на паяка, където водата се притиска и изпомпва. Това извежда хидрофобните (хидро-репелентни) части на протеините навън и образува нанокристалите и по този начин позволява образуването на влакна.
Паяците обикновено използват своите мрежи, за да ловят насекоми и други видове плячка. Но някои паяци улавят прашец, за да се хранят, [4] осигурявайки възможен ключ към функцията на паяка преди падането.
Преводач: Роксана Мелинте
Справки и бележки
[1] Fox, D., The Spinners, New Scientist 162 (2183): 38-41, април 1999 г. Вижте стр. 1 за цитата, върху който се основава нашето заглавие тук.
[2] Как паяците правят коприната си, Discover 19 (10): 34, октомври 1998 г.
[3] Stokstad, E., Гените на Spider разкриват гъвкав дизайн, Science 287 (5457): 1378, февруари 2000 | PMID: 10722376.
[4] Nature Australia 26 (7): 5, лято 1999 - 2000.