Ученые, отталкиваясь от паутины, создают новую «жидкую проволоку»

Почему паутина растягивается на ветру и быстро возвращается в прежнее состояние, как батут? Ответ на этот вопрос, согласно новому исследованию международной группы ученых, лежит в физике, стоящей за «гибридным» материалом, производимым пауками.

Натянув клейкую нить паутины в саду и отпустив ее, можно увидеть, что нить никогда не становится растянутой, а всегда остается упругой, даже тогда, когда ее растягивают во много раз больше ее первоначальной длины. Это происходит потому, что любую свободную нить сразу сматывают внутрь крошечные капельки водянистого клея, которые покрывают и окружают сердцевину волокна паутинки.

Это явление в журнале PNAS описали ученые из Оксфордского университета, Великобритания, и Университета Пьера и Марии Кюри, Париж, Франция.

Исследователи изучили детали этой техники 'жидкой проволоки' в паутине, и использовали ее для создания композитных волокон в лаборатории, которые во многом подобны паутине, - растягиваются, как твердое тело, и сжимаются, как жидкость. Это новое понимание может привести к новой технологии, идеи которой почерпнуты из живой природы.

Профессор Фриц Вольрат (Fritz Vollrath) из Оксфордской группы паутины в Департаменте зоологии Оксфордского университета сказал: «Тысячи крошечных капель клея, которые покрывают паутину, делают гораздо больше, чем захват и удержание мух. Удивительно, но каждая капля обладает достаточным количеством мощности в своих водянистых оболочках, чтобы смотать внутрь ненатянутые кусочки нити. И эта 'лебедка' используется для того, чтобы держать нити натянутыми в любое время, как мы все можем наблюдать и испытать на паутине в наших садах.

Новые свойства, наблюдаемые и проанализированные учеными, опираются на тонкий баланс между эластичностью волокна и поверхностным натяжением капель. Важно отметить, что команде также удалось воссоздать эту технику в лабораторных условиях с использованием капель масла на пластиковой нити. И эта искусственная система вела себя так же, как естественная лебедка паутины, сматываясь и наматываясь с помощью капель масла, подобно растягиваемой и сжимающейся нити.

Д-р Эрве Элеттро (Hervé Elettro), первый автор и научный сотрудник Института Д'Аламбера Университета Пьера и Марии Кюри, сказал: «Паутина была известна как необыкновенный материал в течение около 40 лет, но она по-прежнему поражают нас. Хотя паутина – это просто высокотехнологичные ловушки с точки зрения паука, она обладает огромным количеством свойств, которые можно использовать в области материалов, техники и медицины. Эти новые идеи могут привести к широкому кругу приложений, таких как микротехнологии сложных структур, обратимые микромоторы или самонатягивающиеся растягиваемые системы.

Черно-желтый садовый паук (Argiope aurantia)