Учёные создали «жидкую проволоку», вдохновившись свойствами паутины

Созданная на основе биотехнологий нить ведёт себя одновременно как твёрдое тело и как жидкость. С её помощью учёные надеются создать целый спектр новых материалов и технологий, пишет rusbase.com.

Что уникального в паутине?

Паучий шёлк – один из самых необычных материалов, известных на земле. Его свойства включают в себя прочность стали и эластичность резины (по крайней мере, в весовом соотношении). Благодаря этим двум качествам паутина в два-три раза прочнее самых прочных синтетических материалов, включая кевлар и нейлон. Мало того, поверхность паутины клейкая (для того чтобы ловить зазевавшуюся добычу), обладает антибактериальными и гипоаллергенными свойствами, а также легко разлагается.

Исследователи из Оксфорда и Университета Пьера и Марии Кюри в Париже обнаружили ещё одно удивительное свойство паутины. Ловчая сеть паука-кругопряда, обычного жителя садов, сохраняет упругость даже после её многократного растяжения. Более того, она стягивается подобно жидкости.

Когда паутинный шелк сжимается, его волокна сокращаются, выделяя маленькие капли похожего на росу клея, которые держатся на нитях. Это позволяет нитям оставаться под давлением. Процесс можно обратить и вернуть нитям былую форму или растянуть. Отчет об исследовании был опубликован в журнале PNAS.

«Тысячи микроскопических капель клея, покрывающих ловчую сеть паука-кругопряда, выполняют не только собственно ловчие функции, – пишет соавтор исследования и научный сотрудник Оксфорда Фриц Воллрат. – Удивительно, но у каждой капли достаточно силы, чтобы удерживать вместе отдельные нити паутины. Это позволяет паутине держать форму в любых условиях».

Что собой представляет новый гибридный материал

Благодаря наблюдениям за поведением «жидкой проволоки» Воллрату и его группе захотелось создать в лаборатории свои собственные композитные волокна. В результате им удалось получить искусственную нить со свойствами природного паутинного волокна – нить сматывается в клубок внутри капли и затем разматывается, когда её натягивают и отпускают.

Материал считается гибридным, поскольку при натяжении ведёт себя как твёрдое тело, а при сжатии – как жидкость. То же самое происходит при контакте капель воды между собой.

Почему это важно?

Со временем эти гибридные нити приведут к созданию новых материалов, а также к прорыву в медицине и инженерных науках.

«Наши гибридные волокна могут быть созданы из любых материалов, – говорит главный автор исследования Эрве Элетро. – Им можно найти множество применений, вроде микропроизводства сложных структур, микродвигателей с обратным ходом и растягиваемых систем с автоматическим регулированием натяжения».