https://frosthead.com

Sutera Merangkum Brown Lebih Kuat Daripada Keluli Kerana Ia Dibina Seperti Kabel

Sutera labah-labah sering disebut sebagai sebahagian daripada bahan terkuat di Bumi: Menurut beberapa pengiraan, ia boleh sehingga lima kali lebih kuat daripada kabel keluli yang sama berat-walaupun perbandingan itu tidak sempurna. Sekiranya manusia boleh mengeluarkan sutera labah-labah pada skala perindustrian, yang telah mereka lakukan selama beberapa dekad, ia boleh membawa kepada era rompi peluru ringan, topi keledar, benang superstrong dan patch yang boleh digunakan semasa pembedahan dan pesawat ringan ringan . Namun, satu masalah besar ialah saintis tidak tahu apa yang membuat sutera labah-labah begitu kuat dan licin. Namun, kajian baru-baru ini mula membongkar misteri.

Salah satu sebab sutera labah-labah telah sukar difikirkan adalah bahawa helai sutera sangat nipis dan mendapat perhatian yang baik pada benang silinder di bawah mikroskop adalah sukar. Courtney Miceli di Science melaporkan sebab itulah para penyelidik di Kolej William & Mary menumpukan perhatian pada sutera dari labah-labah resah coklat, yang menghasilkan riben rata yang lebih mudah untuk diperiksa menggunakan mikroskopi atom untuk melihat helai di peringkat molekul. Bahawa tahap terperinci adalah perlu - helai sutera boleh menjadi seperti 1 / 1000th saiz rambut manusia.

Dalam kajian terbaru mereka dalam jurnal ACS Macro Letters, pasukan mendapati bahawa bukannya satu helai protein panjang, reben sutera terdiri sepenuhnya dari 1 mikron-panjang nanostrands terperangkap bersama selari. Lazimnya, kira-kira 2, 500 helai mini bersatu untuk membentuk satu helai sutera.

"Kami menjangkakan bahawa seratnya adalah jisim tunggal, " kata penulis asal Hannes Schniepp dari William & Mary dalam satu kenyataan. "Tetapi apa yang kami dapati ialah sutera sebenarnya adalah sejenis kabel kecil."

Ini bukan penemuan silken pertama pasukan sama ada. Dalam kajian tahun 2017, mereka melihat dengan teliti bagaimana arachnids kecil berputar sutera mereka, mendapati bahawa mereka membuat gelung kecil yang menambah ketahanan kepada serat. Setiap helai mempunyai 500 gelung setiap inci. Miceli melaporkan bahawa kajian sebelumnya telah mencadangkan bahawa nanostrands terlibat dalam solek sutera, tetapi tiada siapa yang menganggap bahawa seluruh helai itu akan terdiri daripada mereka. Berbekal penyelidikan dan maklumat baru mengenai gelung, para penyelidik kini telah membuat model baru untuk struktur sutera labah-labah. Nanotendrils tidak dikepala bersama seperti dalam kabel tali, tetapi sebaliknya terikat bersama dengan relativley bon yang lemah. Walau bagaimanapun, apabila bertindak secara keseluruhannya, helai sutera memberikan kekuatan yang luar biasa.

Satu lagi kajian yang diterbitkan pada akhir Oktober juga membantu penyelidik memahami sutera labah-labah. Para saintis yang meneliti labah-labah janda hitam telah mendefinisikan proses kompleks yang mengubah asid amino, bahan mentah untuk web, ke sutera labah-labah sebenar. Menggunakan keadaan mikroskopi seni, para penyelidik dapat melihat bagaimana kelenjar sutera labah-labah mengumpul protein ke dalam helai sutera, satu proses yang dapat membantu pemintal manusia mencari cara yang lebih efisien menghasilkan sutera labah-labah untuk kegunaan komersial.

Walaupun beberapa syarikat dalam beberapa tahun kebelakangan ini telah mengumumkan rancangan untuk membawa produk sutera labah-labah untuk memasarkan dan memperkenalkan prototaip, termasuk kasut dan jaket yang diperbuat daripada barangan itu, kita masih belum melihat pakaian arachno di pusat membeli-belah tempatan.

Sutera Merangkum Brown Lebih Kuat Daripada Keluli Kerana Ia Dibina Seperti Kabel