Njemački su znanstvenici konačno otkrili zašto su paukove mreže tako nevjerojatno snažne
Prema istraživanju predstavljenom u časopisu Biophysical Journal, tajna svilenih niti krije se u posebnim strukturama koje imaju fascinantna mehanička svojstva već na molekularnoj razini.
'Svilene niti pokazuju zapanjujuće karakteristike. Njihova je snaga usporediva s čelikom, otpornije su od umjetnog supermaterijala kevlara, dok im je gustoća istovremeno manja od pamuka ili najlona', objasnila je voditeljica studije dr. Frauke Gräter iz Instituta za teorijska istraživanja u Heidelbergu u Njemačkoj.
'Budući da njihovu snagu nikako ne uspijevamo nadvladati umjetnim materijalima, mnoge su studije pokušale proniknuti u mehanizam koji im daje ova izuzetna svojstva', dodala je Gräter.
Znanstvenici već duže vrijeme znaju da se paukove niti sastoje od dvije komponente – jedne meke, amorfne, i druge čvrste, kristalne. No Gräterin je tim pokušao bolje razumjeti njihovu strukturu. Pomoću računalnih simulacija krenuo je u istraživanje atoma koji stvaraju amorfne i kristalne podjedinice niti, te njihovih međusobnih kombinacija.
Rezultati su pokazali da su meke amorfne podjedinice zaslužne za elastičnost i raspodjelu naprezanja koja se ostvaruje kroz trenje među povezanim lancima. No za izuzetnu čvrstoću mreže potrebna je i određena količina kristalnih podjedinica, između 10 i 40 posto, ovisno o njihovu razmještaju u nitima.
Tim je testirao i različite arhitekture podjedinica kako bi otkrio koja ima najoptimalnije mehaničke performanse.
'Utvrdili smo da je serijski raspored kristalnih i amorfnih podjedinica u obliku diskova bolji od nasumičnog ili paralelnog i tako otkrili strukturni model niti', rekla je dr. Gräter.
Ovo bi se istraživanje moglo upotrijebiti u proizvodnji umjetnih paukovih niti.
Jedan od najboljih primjera čvrstoće svilenih niti su mreže tzv. Darvinovih paukova na Madagaskaru koje često premošćuju cijele potoke ili rijeke, a površina im je obično oko tri četvorna metra. Neke testirane niti izdržale su opterećenje od 520 MJ/m3 prije pucanja. To znači da su oko 10 puta čvršće i tri puta elastičnije od tzv. kevlara – jakog sintetičkog materijala koji se početkom 70-ih koristio kao zamjena za čelik u automobilskim trkačkim gumama, a i danas se koristi za izradu pancirki ili guma bicikla.
