Nākamreiz, kad mežā redzēsiet zirnekļa tīklu, padomājiet: tas ir tik spēcīgs, ka viens šāds tik biezs pavediens kā pieaugušais izturētu reaktīvo laineri! Zinātnieki ilgi cīnījās, lai atrisinātu šo mīklu, un beidzot atklāja noslēpumu: izrādījās, ka viss bija saistīts ar zirnekļa slazdošanas tīkla unikālo struktūru.
Lai uzzinātu, kāpēc zirnekļa tīkli ir piecas reizes spēcīgāki par tēraudu, zinātnieki pētīja pavedienus, kurus indīgais zirneklis Loxosceles reclusa ražo, lai izveidotu slazdošanas tīklus un konteinerus olām. Kad šo zirnekli sakodis ar neticami garām kājām, cilvēkam rodas loksosellisms - iekaisums, un pēc tam koduma vietā no mirstošiem audiem rodas gangrēna kreveles. Pētnieki rūpīgi pārbaudīja zirnekļa tīklu, izmantojot atomu mikroskopu, un atklāja vienu pārsteidzošu apstākli. Tas, ko neapbruņota acs prasa vienam plānākam pavedienam (kas ir apmēram 1000 reižu plānāks par cilvēka matiem), patiesībā ir blīva "virve", kas austa no simtiem nanopiedevu. Vienas šādas šķiedras diametrs ir 20 ppm no milimetra. Tāpat kā mūsdienu kabeļi,katra tīkla daļa sastāv no paralēlām nanostruktūrām, kuru garums ir vismaz 1 mikroni.
Nav ļoti gara šķiedra, vai ne? Tas var šķist no pirmā acu uzmetiena. Tomēr, ja mēs aplūkojam struktūru mikrolīmenī, izrādās, ka šādas šķiedras garums var pārsniegt tās platumu apmēram 50 reizes - un pētnieki ir pārliecināti, ka viņi var izstiepties vēl vairāk.
Nanofibras dabā: spēka noslēpums
Ideja, ka tīmeklis sastāv no nanopiederumiem, nav jauna, un zinātniskajā vidē tā ir daudzkārt apspriesta. Tomēr līdz šim pētnieki nav spējuši sniegt pierādījumus tam, ka nanoskopiskie pavedieni veido visu tīmekli, nevis tā atsevišķās daļas. Šajā gadījumā Loxosceles reclusa tīmekļa unikālās īpašības ir kļuvušas par zinātnieku "slepeno ieroci". Ja lielākā daļa zirnekļu griežas ar cilindriskiem pavedieniem, tad to tīkls faktiski ir plakans, tāpat kā lente - tas atviegloja pētījumu ar jaudīgu mikroskopu.
Jaunais atklājums balstās uz vēl agrākiem darbiem, kurus komanda ievietoja pirms gada. Tad zinātnieki uzzināja, ka L. reclusa (tos sauc arī par "brūnajiem vientuļnieku zirnekļiem") nostiprina plakanos pavedienus, izmantojot īpašu aušanas tehniku. Tāpat kā dzīvā šujmašīna, zirneklis katrā tīkla milimetrā iepa apmēram 20 mikrocilpas. Šīs “šuves” stiprina lipīgo slazdu tīklu un piešķir tam neticamu spēku. Pētnieki apgalvo, ka pat tad, ja pavedienu forma un citu zirnekļu aušanas paņēmieni ir atšķirīgi, jaunais atklājums varētu būt sākumpunkts citu sugu radīto dabisko šķiedru izpētei.
Reklāmas video:
Secinājums
Cilvēcei šī informācija ir ārkārtīgi svarīga - zinot, kā daba rada īpaši spēcīgus un ļoti vieglus pavedienus, mēs paši varēsim izveidot viņu sintētiskos kolēģus. Mākslīgie zirnekļu tīkli būtu noderīgi visur, sākot no militārās un medicīnas nozares līdz pat parastajiem tekstilizstrādājumiem. Tomēr tagad ir ārkārtīgi grūti atjaunot šādu šķiedru rūpnieciskā mērogā, un tas nevienam nav izdevies (lai gan šādi mēģinājumi bija pirms pāris gadiem). Zinātnieki cer, ka turpmāki pētījumi agri vai vēlu palīdzēs cilvēcei kalpot vienam no vissarežģītākajiem un neparastākajiem materiāliem pasaulē.
Vasilijs Makarovs