Наука и Техника

Наука И Техника
11 мая 2015

Паук + графен = сверхпрочная паутина

Ученые обнаружили способ, позволяющий заставить пауков прясть беспрецедентно прочную шелковую паутину, которая минимум в 3.5 раза прочней паутины, производимой пауками в обычных условиях, которая, как известно, является вторым по прочности материалом естественного происхождения. Прочность и эластичность новой паутины настолько высока, что сплетенная из нее сетка сможет остановить летящий самолет. А ключом к получению сверхпрочной паутины стало "опыление" пауков водным раствором графена и углеродных нанотрубок.

Исследователи из университета Тренто (University of Trento), Италия, нашли достаточно простой и оригинальный метод объединения одного из самых прочных материалов искусственного происхождения с одним из самых прочных материалов естественного происхождения. Для такого объединения группа из пяти пауков вида Pholcidae была "опылена" водным раствором, в котором содержались частички графена, размерами от 200 до 300 нанометров.

Вторая группа пауков была "опылена" раствором, в котором содержались углеродные нанотрубки. И сделано это было для сравнения эффекта от воздействия двух родственных наноматериалов. К сожалению, нанотрубки не очень способствовали увеличению прочности паутины, как графен. Паутина с нанотрубками была чуть прочнее самой прочной паутины, которую ткет паук вида Caerostris darwini. Но и инъекция графена паукам не дала однозначных результатов. После обработки некоторые пауки так и продолжали прясть обычный шелк, а организмы четырех пауков из двух партий не выдержали такого издевательства над собой и эти пауки погибли, не успев произвести на свет ни сантиметра паутины.

Обработка пауков наноматериалами

В настоящее время ученые еще уверены до конца, каким именно образом наноматериалы попадают в волокна паутины. Одни ученые выдвинули предположение, что нанотрубки и частички графена попадают в волокна когда шелк только выходит из тела паука, находясь еще в полумягком состоянии. Другие ученые полагают, что наноматериалы поглощаются организмом пауков и затем попадают в вырабатываемый ими шелк.

Естественно, у наших читателей может возникнуть резонный вопрос, а зачем это все вообще было сделано? Ответ на него достаточно прост. Экспериментами ученые продемонстрировали, что такой подход, который может быть использован и по отношению к живым существам других видов, позволит производить наполовину естественные и наполовину искусственные материалы, обладающие высочайшей прочностью, эластичностью и другими характеристиками, которые позволят их использование в робототехнике, в космический, авиационной технике, в науке и во многих других областях.