Din ce substanță sunt făcute firele pânzei. Ce este mai puternic - web sau oțel? Cine are cel mai puternic web? Web pentru reproducere

Sunt considerate cele mai puternice materiale din lume web. Elasticitatea și rezistența sa sunt de așa natură încât dacă ar fi posibil să se realizeze o pânză (în timp ce își păstrează toate proprietățile) cel puțin la fel de groasă ca un creion, atunci ar fi posibil să atârne cu ușurință un rezervor modern pe ea.

Mai mult, procesul păianjenului este depanat în funcție de cea mai înaltă categorie - companiile industriale moderne sunt departe de asta.

Mai mult, păianjenul nu face „doar” o pânză, ci exact cea de care are nevoie în acest moment anume. A schimba locul de desfășurare este una, a prinde mâncare este alta, a „construi” locuințe pentru sine este al treilea. O plasă de captare este în general creată din mai multe tipuri de țesături, care diferă unele de altele prin caracteristicile lor. Cu toate acestea, pentru a schimba „modelul”, păianjenul nu se reconstruiește și nu își oprește conducta - întotdeauna „știe” de ce fir are nevoie.

Pentru a face binecunoscuta pânză clasică, în formă de roată, păianjenul trage mai întâi ceva ca o „fundație” - fire nu foarte lipicioase și grele diametru mare, apoi le impune „ace de tricotat” mai subțiri și abia apoi încurcă spațiul rămas în centru cu spirale aproape invizibile, cele mai periculoase și lipicioase, care sunt o capcană pentru diverse insecte.

Păianjenul pescar nu țese deloc pânze. Face un fir subțire, care are la capăt o minge lipicioasă, după care țintuiește belicos această armă la laturi diferite. În același timp, emană o aromă asemănătoare cu cea emisă de moliile femele care își caută parteneri. Moliile de încredere se îngrămădesc la miros, dar ca rezultat primesc o minge lipicioasă pe frunte și devin cina pentru păianjen.

Pentru plimbările sale, păianjenul face o pânză moale, groasă și pufoasă - cine vrea să cadă în propria capcană? Și dacă meșterul decide să-și schimbe locul de reședință, atunci el eliberează o parașută specială - luată de vânt, își poate muta proprietarul pe o distanță lungă.

Și mai multe informații interesante despre păianjeni. Oamenii de știință în urmă cu câțiva ani din Madagascar au descoperit noul fel un păianjen care este capabil să țese o pânză de până la 25 de metri lungime și de o rezistență și o grosime adecvată (până acum acesta este un record mondial). Păianjenul își trage pânzele uriașe nu între tufișuri obișnuite, ci chiar peste lacuri și râuri - pentru a prinde insecte care se învârt deasupra apei.

Și anul trecut, oamenii de știință au reușit să determine cum arată web-ul într-o secțiune. S-a dovedit că pânza este un fir de proteine care arată ca un teanc de clătite. Diametrul fiecărei „clătite” este de 3 nanometri și este conectat la cel învecinat ca urmare a legăturilor de hidrogen.

Ce este mai puternic - web sau oțel? Cine are cel mai puternic web?

Poate că rețeaua este mai puternică, dar cine are cel mai puternic, nu știu, poate viermele de mătase.
Omul iubit...
În Africa trăiesc păianjeni nephila mari, viu colorați. Nefilii sunt rude cu crucile noastre. Ei țes plase de capcană, asemănătoare cercurilor de pânză de păianjen, care ne sunt familiare tuturor. Doar cercurile sunt mai mari și, de obicei, nu există o jumătate superioară a cercului în ele, iar în locul său o încurcătură haotică de fire: protecție împotriva dușmanilor, dintre care nephila grasă și apetisantă are mult.
Pânza, sau mătasea de păianjen este unul dintre exemplele uimitoare de materiale create de natură și care prezintă excepționale proprietăți fizice. Rezistența sa în termeni de un milimetru pătrat de secțiune poate rezista la 260 kg, este mai puternic și mult mai ușor decât oțelul
Păianjenul are mai multe glande situate în abdomen care produc mătase de păianjen. Fiecare glandă produce mătase pentru un anumit scop. Sunt cunoscute șapte glande diferite. Dar tipuri diferite păianjenii au doar câteva dintre aceste glande, nu toate.
Cel mai subțire filament măsurat a fost de numai 0,02 mm. Prin urmare, putem vedea web doar datorită reflectării luminii solare de către fir. Dar acest fir subțire este capabil să oprească o albină care zboară la viteză maximă. Acest fir nu este doar foarte puternic, ci și foarte rezistent. Datorită acestor proprietăți, mătasea de păianjen este mai dura decât orice alte materiale sau metale cunoscute de noi. Rezistența unui material se măsoară în unități numite dernier (1 dernier = 1 g la 9000 m). Firul de păianjen are o rezistență de la 5 la 8. Aceasta înseamnă că un fir de mătase de păianjen se va prăbuși sub propria greutate atunci când are 45 - 72 km lungime. Materialele comparabile sunt nailon și sticlă. Oțelul are o rezistență de aproximativ 3.
Mătasea de păianjen este folosită în mai multe scopuri. Pescarii polinezieni folosesc firul păianjenului cu pânză de aur (Nephila) ca fir de pescuit. În New-Hebrides, pânzele de păianjen erau folosite pentru a face plase pentru transportul vârfurilor de săgeți, a tutunului și a otravii uscate pentru vârfuri de săgeți. Unele triburi din Noua Guinee foloseau plase ca pălării pentru a-și proteja capul de ploaie.
În Primul Război Mondial, firele de Araneus diadematus, Zilla atrica, Argiope aurantia și alți păianjeni care țeseau globulele au fost folosite ca puncte de reticulare în unelte.
Nativii din Polinezia au folosit de mult pânza de păianjeni mari ca fire pentru a coase unelte de pescuit durabile, iar în Europa, încă din Evul Mediu, oamenii au învățat să facă țesături din pânză. Făcut pentru regele Franței Ludovic al XIV-lea mănușile și ciorapii din pânză de păianjen au fost admirate de toți cei care au reușit să vadă aceste produse unice.
web
mi se pare otel

Cu siguranță fiecare dintre voi ați acordat atenție „batistelor” delicate, delicate, mătăsoase pe care păianjenii le atârnă de copaci și iarbă în vara însorită. Când picăturile de rouă argintii sclipesc pe fire de păianjen ajurate - vedeți, spectacolul este nebunește de frumos și de vrăjitor. Dar apar mai multe întrebări: „unde se formează pânza și cum se folosește păianjenul”, „de unde vine și în ce constă”. Astăzi vom încerca să ne dăm seama de ce acest animal decorează totul în jur cu „broderia” sa.

S-a oprit o clipă

Mulți oameni de știință au dedicat păianjenilor și pânzelor lor nu numai tratate întregi și ore, ci și ani din viața lor. După cum a spus Andre Tilkin, filosof celebru din Franța, țesutul rețelei este o performanță uimitoare care poate fi urmărită ore și ore. A scris peste cinci sute de pagini ale unui tratat pe web.

Omul de știință german G. Peters a susținut că atunci când privești păianjeni ore în șir, nici măcar nu observi cum trece timpul. Chiar înainte de Tilkin, el a spus lumii despre cine aceștia creaturi uimitoare cum își țese un păianjen pânza, pentru care are nevoie de ea.

Cu siguranță că de mai multe ori, văzând pe o bucată de hârtie păianjen mic făcându-și treaba minuțioasă, s-au oprit și au privit. Dar întotdeauna nu avem suficient timp pentru lucruri mărunte minunate, suntem mereu grăbiți, așa că nu ne putem opri, mai rămâne puțin. Dacă ar exista chiar acest moment, fiecare dintre noi ar putea cu siguranță să răspundă la întrebarea: „Cum apare pânza, de ce păianjenul nu se lipește de pânza sa?”

Să ne oprim o clipă și să ne dăm seama. La urma urmei, întrebarea este cu adevărat interesantă, iar procesul este fascinant.

De unde vine?

Păianjenii sunt cele mai vechi creaturi care trăiesc pe pământ de peste două sute de milioane de ani. Fără web-ul lor, ei, poate, nu ar fi atât de interesanți pentru omenire. Deci, de unde vine pânza de păianjen și ce este?

Pânza este conținutul unor glande speciale pe care le au multe artropode (scorpioni falși, păianjeni, acarieni etc.). Conținutul de lichid este capabil să se întindă și să nu se rupă în același timp. Cele mai subțiri filamente formate se întăresc foarte repede în aer.

Fiecare păianjen are mai multe glande specifice pe corpul său, care sunt responsabile pentru producerea de pânze. Diferite glande formează o rețea de diferite tipuri și densități. Sunt situate pe abdomen sub forma celor mai subțiri canale și se numesc „negi de păianjen”. Din aceste găuri se eliberează un secret lichid, care se transformă curând într-o pânză frumoasă.

Cu ajutorul labelor, păianjenul distribuie, „atârnă” pânza acolo unde are nevoie. Păianjenul are cele mai lungi picioare din față, ele ies în afară rol principal. Și cu ajutorul picioarele din spate captează picăturile de lichid și le întinde la lungimea necesară.

vânt să ajute

Briza contribuie și la distribuirea corectă a rețelei. Dacă păianjenul alege locul potrivit pentru a-l plasa, cum ar fi între copaci sau în frunze, atunci vântul ajută la răspândirea firelor acolo unde trebuie să fie. Dacă ai vrut să răspunzi singur la întrebarea cum țese un păianjen o pânză între copaci, atunci iată răspunsul. Vântul îl ajută.

Când un fir este prins de ramura dorită, păianjenul se târăște, verifică rezistența bazei și îl eliberează pe următorul. Atașează al doilea la mijlocul primului și așa mai departe.

Etape de construcție

Baza pânzei este foarte asemănătoare cu un fulg de zăpadă sau cu un punct, din centrul căruia diverg mai multe raze. Aceste filamente centrale sunt cele mai dense și mai groase din structura lor. Uneori, un păianjen face o bază din mai multe fire deodată, ca și cum și-ar întări căile în avans.

Când baza este gata, animalul trece la construcția de „spirale de captare”. Sunt deja realizate dintr-un tip complet diferit de web. Acest lichid este lipicios, se lipește bine. Din pânza lipicioasă sunt construite cercurile pe bază.

Păianjenul își începe construcția din cercul exterior, deplasându-se treptat spre centru. El simte în mod surprinzător distanța dintre cercuri. Complet fără busolă sau instrumente speciale de măsură la îndemână, păianjenul distribuie fără greșeală pânza astfel încât între cercuri să existe doar aceeași distanță.

De ce nu se lipește?

Cu siguranță toți știți cum vânează păianjenii. Cum prada lor se încurcă în pânza lipicioasă și moare. Și, poate, toată lumea s-a întrebat cel puțin o dată: „De ce un păianjen nu se lipește de pânza sa?”

Răspunsul constă în tactica specifică de construire a unei rețele, pe care am descris-o puțin mai sus. Pânza este realizată din mai multe tipuri de fire. Baza pe care se mișcă păianjenul este făcută dintr-un fir obișnuit, foarte puternic și complet sigur. Dar cercurile de „capcană” sunt făcute, dimpotrivă, dintr-un fir care este lipicios și mortal pentru multe insecte.

Funcții web

Deci, ne-am dat seama cum apare web-ul și unde este format. Și cum este folosită pânza de păianjen, putem răspunde și acum. Sarcina principală a rețelei este, desigur, extragerea alimentelor. Când „hrana” intră în pânză, păianjenul simte imediat vibrația. Se apropie de pradă, o înfășoară rapid într-o „pătură” puternică, deschide marginea și duce mâncarea în locul în care nimeni nu-l va opri să se bucure de masă.

Dar, pe lângă extragerea alimentelor, pânza îi servește păianjenului în alte scopuri. Din el se fac un cocon pentru ouă și o casă de locuit. Web-ul acționează ca un fel de hamac pe care au loc jocurile de împerechere și împerecherea. Acționează ca o parașută, ceea ce vă permite să scăpați rapid de inamicii periculoși. Cu ajutorul lui, păianjenii, dacă este necesar, se pot deplasa printre copaci.

Mai puternic decât oțelul

Așadar, știm deja cum țese un păianjen o pânză și care sunt caracteristicile acesteia, cum se formează și cum sunt construite pânzele lipicioase pentru hrană. Dar rămâne întrebarea de ce web-ul este atât de puternic.

În ciuda faptului că toate structurile de păianjen sunt diverse, au aceeași proprietate - rezistență crescută. Acest lucru este asigurat de faptul că rețeaua conține o proteină - cheratina. Apropo, se găsește și în ghearele animalelor, în lână, în penele păsărilor. Fibrele rețelei se întind perfect și apoi revin la forma lor originală, fără a se rupe.

Oamenii de știință spun că pânza de păianjen este mult mai puternică decât mătasea naturală. Acesta din urmă are o rezistență la rupere de 30-42 g / mm 2, dar banda este de aproximativ 170 g / mm 2. Simte diferenta.

Cum un păianjen țese o pânză este de înțeles. Că este puternic - a decis, de asemenea, problema. Dar știați că, în ciuda unei asemenea rezistențe, rețeaua este de câteva mii de ori mai subțire decât părul uman? Dacă comparăm performanța de rupere a pânzei și a altor fire, aceasta depășește nu numai mătasea, ci și viscoza, nailonul, orlonul. Chiar cel mai puternic otel nu este comparabil ca putere cu acesta.

Știați că modul în care un păianjen își învârte pânza va determina numărul de victime care vor fi în el?

Când prada este găsită în web, aceasta nu numai că se lipește de rețeaua de „capcană”, dar este și afectată. incarcare electrica. Se formează din insectele înseși, care acumulează o sarcină în timpul zborului, iar când intră în pânză, o dau firelor și se lovesc.

Știind cum un păianjen țese o pânză și ce calități „puternice” are, de ce oamenii încă nu fac haine din astfel de fire? Se pare că în timpul lui Ludovic al XIV-lea, unul dintre meșteri a încercat să coasă mănuși și șosete pentru rege din fire de păianjen. Cu toate acestea, această muncă s-a dovedit a fi foarte dificilă, minuțioasă și îndelungată.

ÎN America de Sud Panze de paianjen ajutați nu numai producătorii înșiși, ci și maimuțele locale. Animalele, datorită rezistenței plaselor, se deplasează cu dibăcie și fără teamă de-a lungul lor.

Candidat la științe fizice și matematice E. Lozovskaya

Știință și viață // Ilustrații

Substanța adezivă care acoperă firul spiralei de captare este distribuită uniform pe pânză sub formă de picături-mărgele. Imaginea arată locul de atașare a două fragmente ale spiralei de captare la rază.

Știință și viață // Ilustrații

Etape inițiale construirea unei rețele de capcane cu o cruce de păianjen.

Spirala logaritmică descrie aproximativ forma firului spiralat auxiliar pe care păianjenul îl pune în timpul construcției plasei de prindere în formă de roată.

Spirala lui Arhimede descrie forma unui fir de prindere lipicios.

Firele de zigzag sunt una dintre caracteristicile pânzelor de păianjen din genul Argiope.

Regiunile cristaline ale fibrei de mătase au o structură pliată, similară cu cea prezentată în figură. Lanțurile individuale sunt conectate prin legături de hidrogen.

Tineri păianjeni încrucișați, tocmai ieșiți dintr-un cocon de pânză de păianjen.

Păianjenii din familia Dinopidae spinosa țes o pânză de păianjen între picioare și apoi o aruncă peste prada lor.

Crucea de păianjen (Araneus diadematus) este cunoscută pentru capacitatea sa de a țese plase mari de captare în formă de roată.

Unele specii de păianjeni atașează și o „scara” lungă la capcana rotundă, ceea ce crește semnificativ eficiența vânătorii.

Știință și viață // Ilustrații

Așa arată tuburile de pânză de păianjen la microscop, din care ies fire de mătase de păianjen.

Poate că păianjenii nu sunt cele mai atractive creaturi, dar creația lor - pânza - nu poate decât să trezească admirație. Amintește-ți cum corectitudinea geometrică a celor mai fine fire care sclipesc la soare, întinse între ramurile unui tufiș sau printre iarba înaltă, fascinează privirea.

Păianjenii sunt unul dintre cei mai vechi locuitori ai planetei noastre, locuind pe pământ acum mai bine de 200 de milioane de ani. În natură, există aproximativ 35 de mii de specii de păianjeni. Aceste creaturi omniprezente cu opt picioare sunt recunoscute întotdeauna și peste tot, în ciuda diferențelor de culoare și dimensiune. Dar cele mai importante lor trăsătură distinctivă este capacitatea de a produce mătase de păianjen, o fibră naturală de neegalat ca rezistență.

Păianjenii își folosesc pânzele într-o varietate de scopuri. Ei fac coconi de ouă din el, construiesc adăposturi pentru iernare, îl folosesc ca „frânghie de siguranță” atunci când sară, țes plase complicate de capcană și înfășoară prada prinsă. Femela, gata de împerechere, produce un fir de pânză marcat cu feromoni, datorită căruia masculul, mișcându-se de-a lungul firului, își găsește cu ușurință un partener. Păianjenii tineri ai unor specii zboară departe de cuibul părintelui pe fire lungi culese de vânt.

Păianjenii se hrănesc în principal cu insecte. Dispozitivele de captare pe care le folosesc pentru a obține mâncare vin într-o varietate de forme și tipuri. Unii păianjeni pur și simplu întind câteva fire de semnal în apropierea adăpostului lor și, de îndată ce insecta atinge firul, se repezi spre el dintr-o ambuscadă. Alții aruncă înainte un fir cu o picătură lipicioasă la capăt, ca un fel de laso. Dar punctul culminant al activității de proiectare a păianjenilor este încă plasele rotunde, în formă de roată, situate orizontal sau vertical.

Pentru a construi o plasă de capcană în formă de roată, păianjenul încrucișat, un locuitor comun al pădurilor și grădinilor noastre, eliberează un fir destul de lung și puternic. O adiere sau un curent ascendent de aer ridică firul în sus, iar dacă locul pentru construirea pânzei este ales bine, acesta se agață de cea mai apropiată ramură sau de alt suport. Păianjenul se târăște de-a lungul ei pentru a asigura capătul, uneori punând un alt fir pentru putere. Apoi eliberează un fir care atârnă liber și atașează o treime la mijlocul său, astfel încât să se obțină o structură în formă de Y - primele trei raze din mai mult de cincizeci. Când firele radiale și cadrul sunt gata, păianjenul se întoarce în centru și începe să așeze o spirală auxiliară temporară - ceva ca o „schelă”. Spirala auxiliară fixează structura și servește drept cale pentru păianjen atunci când construiește o spirală de captare. Întregul cadru principal al plasei, inclusiv razele, este realizat din fir neadeziv, dar pentru spirala de prindere se folosește un fir dublu acoperit cu adeziv.

În mod surprinzător, aceste două spirale au forme geometrice diferite. Spirala timpului are relativ puține ture, iar distanța dintre ele crește cu fiecare tură. Acest lucru se întâmplă deoarece, în timp ce îl așează, păianjenul se mișcă în același unghi față de raze. Forma liniei întrerupte rezultată este apropiată de așa-numita spirală logaritmică.

O spirală lipicioasă de captare este construită după un principiu diferit. Păianjenul începe de la margine și se deplasează spre centru, păstrând aceeași distanță între colaci, și se obține spirala lui Arhimede. În același timp, mușcă firele spiralei auxiliare.

Mătasea de păianjen este produsă de glande speciale situate în spatele abdomenului păianjenului. Sunt cunoscute cel puțin șapte tipuri glandele de păianjen, producând fire diferite, dar niciuna dintre speciile cunoscute de păianjeni nu are toate cele șapte tipuri simultan. De obicei, un păianjen are una până la patru perechi de aceste glande. Țeserea unei țesături nu este o afacere rapidă și durează aproximativ o jumătate de oră pentru a construi o rețea de capcană de dimensiuni medii. Pentru a trece la producerea unui alt tip de pânză (pentru o spirală de captare), păianjenul are nevoie de un minut de răgaz. Păianjenii refolosesc adesea pânza, mâncând rămășițele unei plase de capcană deteriorate de ploaie, vânt sau insecte. Pânza este digerată în corpul lor cu ajutorul unor enzime speciale.

Structura mătăsii de păianjen a fost elaborată în mod ideal pe parcursul a sute de milioane de ani de evoluție. Acest material natural combină două proprietăți minunate - rezistența și elasticitatea. O rețea de pânze este capabilă să oprească o insectă care zboară la viteză maximă. Firul din care păianjenii țes baza pânzei lor de captare este mai subțire decât un păr uman, iar rezistența sa specifică (adică calculată pe unitatea de masă) la tracțiune este mai mare decât cea a oțelului. Dacă comparăm firul de gossamer cu sârmă de oțel de același diametru, atunci acestea vor rezista aproximativ la aceeași greutate. Dar mătasea de păianjen este de șase ori mai ușoară și, prin urmare, de șase ori mai puternică.

La fel ca părul uman, lâna de oaie și mătasea coconilor de viermi de mătase, pânzele sunt formate în principal din proteine. În ceea ce privește compoziția aminoacizilor, proteinele rețea - spidroinele - sunt relativ apropiate de fibroine, proteinele care alcătuiesc mătasea produsă de omizile viermilor de mătase. Ambele conțin cantități neobișnuit de mari de aminoacizi alanină (25%) și glicină (aproximativ 40%). Zonele de molecule de proteine bogate în alanină formează regiuni cristaline dens împachetate în pliuri, oferind o rezistență ridicată, iar acele zone în care există mai multă glicină sunt un material mai amorf care se poate întinde bine și, prin urmare, da elasticitate firului.

Cum se formează un astfel de fir? Nu există încă un răspuns complet și clar la această întrebare. Procesul de învârtire a pânzei a fost studiat în cele mai multe detalii pe exemplul glandei în formă de ampula a păianjenului cu pânză de glob și Nephila clavipes. Glanda ampuloidă, care produce cea mai puternică mătase, este formată din trei secțiuni principale: un sac central, un canal curbat foarte lung și un tubul cu o ieșire. De la celule la suprafata interioara din sac ies mici picături sferice care conțin două tipuri de molecule de proteină spidroină. Această soluție vâscoasă curge în coada sacului, unde alte celule secretă un alt tip de proteină numită glicoproteine. Datorită glicoproteinelor, fibra rezultată capătă o structură cristalină lichidă. Cristalele lichide sunt remarcabile prin faptul că, pe de o parte, au un grad înalt ordinea și, pe de altă parte, păstrează fluiditatea. Pe măsură ce masa groasă se deplasează spre ieșire, moleculele lungi de proteine se orientează și se aliniază paralel una cu cealaltă în direcția axei fibrei emergente. În acest caz, între ele se formează legături de hidrogen intermoleculare.

Omenirea a copiat multe dintre descoperirile de design ale naturii, dar până acum nu a fost posibil să se reproducă un proces atât de complex precum filarea pânzei. Oamenii de știință încearcă acum să rezolve această problemă dificilă cu ajutorul tehnicilor biotehnologice. Primul pas a fost izolarea genelor responsabile de producerea proteinelor care alcătuiesc rețeaua. Aceste gene au fost introduse în celulele bacteriene și de drojdie (vezi „Science and Life” nr. 2, 2001). Geneticienii canadieni au mers și mai departe - au crescut capre modificate genetic al căror lapte conține proteine dizolvate din pânză de păianjen. Dar problema nu este doar în obținerea proteinei din mătase de păianjen, este necesar să se simuleze procesul natural de filare. Și această lecție a oamenilor de știință a naturii încă nu au învățat-o.

În secolul al XVIII-lea, un anume Bon din Montpellier și-a tricotat o pereche de ciorapi și mănuși din pânze de păianjen. Această experiență de utilizare a unei pânze de păianjen în scopuri textile s-a dovedit a fi singura. În prezent, web-ul este folosit doar ca punct de vedere al instrumentelor optice de precizie.

Pânza este sintetizată din aminoacizii din sângele păianjenului. Acest lucru se întâmplă în celulele situate în pereții glandelor păianjen. Pânza este produsă în picături; se contopesc în partea centrală goală a glandei. Acest lichid vâscos este de fapt o soluție concentrată de pânze de păianjen. Soluția se acumulează în glande până când păianjenul are nevoie de pânză și este trasă din canalele verucilor de păianjen. Pânza se întinde rapid într-un fir subțire și trece imediat de la o stare vâscoasă la una solidă.

Substanțele care pot fi trase în filamente sunt de obicei polimeri cu greutate moleculară mare. Sunt formate din molecule lungi și subțiri. Moleculele sunt răsucite atunci când sunt în soluție. Cu toate acestea, dacă sunt scoase dintr-o gaură subțire, se desfășoară și sunt situate pe toată lungimea fibrei. Moleculele sunt ținute în această poziție prin legături încrucișate care se formează între lanțurile adiacente.

În mișcare, păianjenul țese de obicei un fir dublu - așa-numitul fir agățat. Îl împiedică să cadă și este atașat cu discuri de atașare ori de câte ori păianjenul trebuie să coboare.

Firul de agățat este uneori întărit cu două fire mai subțiri. De asemenea, sunt utilizate pentru fabricarea cadrului exterior și a filetelor radiale ale plasei de prindere. O altă parte principală a plasei de captare este un fir spiralat; de fapt surprinde muștele care cad pe el.

Întreaga rețea este foarte lipicioasă și extrem de elastică. Este lipicioasă datorită numeroaselor picături de substanță foarte vâscoasă care acoperă ambele pânze de păianjen și le ține împreună. La cel mai mic contact cu un fir vâscos, musca se lipește. Firul se poate întinde fără a se rupe, indiferent cât de puternică este victima. Acest lucru are ca rezultat, de obicei, ca musca să se încurce și în fire lipicioase adiacente. Ținând musca, păianjenul o rotește cu fălcile, unghiile picioarelor și picioarele din față, în timp ce picioarele din spate trag pânza din negii de păianjen. Musca se găsește astfel într-un „bandaj” din pânză de păianjen, iar păianjenul duce adesea victima la adăpostul său, unde fie va fi mâncată imediat, fie va fi agățată „în rezervă”.

Există un alt web; este folosit pentru a face un cocon. Acest fir înfășoară păianjenul în jurul ouălor depuse toamna. Coconul protejează ouăle de vreme rea și de atacurile diverșilor prădători.

Rețeaua este formată din proteine. Se știe că proteinele joacă un rol esențial în structura și funcția tuturor organismelor vii. Ele formează miozina în mușchi, colagenul în țesuturile conjunctive, hemoglobina în sânge, precum și enzimele care controlează toate reacții chimiceîntr-un organism viu.

Proteinele sunt molecule mari construite din douăzeci de aminoacizi diferiți. O moleculă de proteină web poate consta din unul sau mai multe lanțuri legate în una sau mai multe locații. Legăturile încrucișate puternice sunt formate de aminoacidul cistina, care se poate „agăța” de două lanțuri diferite. Cistina poate forma, de asemenea, o legătură între diferite părți ale aceluiași lanț, formând bucle.

Douăzeci de aminoacizi pot forma un număr mare de proteine diferite. Unul dintre obiectivele principale urmărite de chimiștii proteici este de a determina numărul de aminoacizi dintr-o proteină și pozițiile relative ale acestora.

Pentru determinarea compoziției de aminoacizi, acesta este descompus în aminoacizii săi constituenți prin fierbere în acid clorhidric. Apoi toate componentele sunt izolate din amestecul de aminoacizi. În urmă cu douăzeci și cinci de ani, aceasta a fost o procedură destul de complicată care necesita un numar mare material și timp și, de asemenea, nu oferă întotdeauna rezultate exacte. În prezent, o analiză completă a aminoacizilor poate fi efectuată pe câteva miligrame de material într-o zi. Oamenii de știință au creat un aparat în care un amestec de aminoacizi este mai întâi descompus în componente, iar apoi numărul lor este înregistrat și înregistrat automat sub formă de grafice.

Aceste metode analitice au fost aplicate în analiza unui număr de pânze de păianjen. Există o mare diferență în compoziția firului de cocon și a firului de agățat. Principalii aminoacizi ai primului sunt alanina și serina, al doilea sunt glicina și alanina. Mai mult de jumătate din proteină în fiecare caz este formată din doar doi aminoacizi, deși mulți alți aminoacizi sunt prezenți în ei. Mai ales în rețeaua de aminoacizi cu lanțuri laterale foarte scurte.

Este foarte important să știi cum sunt aranjați aminoacizii într-o proteină. Dar acest lucru încă nu face posibilă explicarea tuturor proprietăților fibrelor. Aceste proprietăți depind în mare măsură de modul în care sunt aranjate lanțurile unul față de celălalt.

În 1913, Tatăl și Fiul Braggy au arătat că un cristal din orice substanță rotită în raze X le reflectă la anumite unghiuri specifice, deoarece este format din atomi ordonați care formează planuri de reflexie. În același an, doi japonezi - Nikishawa și Ono - au descoperit că multe fibre care ar fi trebuit să nu aibă structură cristalină dau și ele anumite reflexii.

Razele X existente ale filamentelor arahnoide par neobservate în comparație cu razele X ale cristalelor adevărate, dar pot oferi informații semnificative despre structura rețelei. Faptul că un astfel de model de raze X conține pete indică prezența unor regiuni cristaline în fibrele rețelei, care au un aranjament ordonat de atomi. Meritul pentru determinarea structurii acestor regiuni cristaline aparține în primul rând profesorului Linus Pauling de la Institutul de Tehnologie din California și profesorului Warwicker.

Datorită acestor studii, știm că aproape toate tipurile de rețele au o structură similară. O idee aproximativă despre aceasta poate fi obținută prin trasarea mai multor linii paralele echidistante pe o bucată de hârtie și apoi adunând această foaie în pliuri în unghi drept față de linii. Liniile reprezintă lanțuri peptidice lungi, iar locurile în care se intersectează cu pliurile indică pozițiile atomilor de carbon din care se extind lanțurile laterale. Ele merg în unghi drept față de planul foii.

Acum luați în considerare un număr de foi similare puse împreună; densitatea „ambalajului” lor va depinde de mărimea grupurilor I. Aproape toate benzile au lanțuri dispuse în mod similar în cadrul foilor și diferă doar prin distanța dintre foi: variază de la 3,3 la 15,6 angstromi.

Firul pânzei de dedesubt este cilindri lungi, regulați, cu o secțiune transversală circulară aproape regulată. O modalitate de a compara finețea fibrelor este de a indica greutatea unei anumite lungimi de fibre. Pentru o rețea, este de obicei exprimată în denier - greutatea în grame a 9 kilometri de fir. În acest sistem de măsurare, un fir de vierme de mătase cântărește 1 denari, în timp ce părul uman cântărește 40-50 de denari. Greutatea firului de cocon de păianjen este de 0,7 denari, iar firul de agățat este și mai puțin, de 0,07 denari. Un fir de agățat împletit în jurul globului la ecuator ar cântări doar aproximativ 340 de grame.

Rezistența și rezistența la tracțiune a firelor sunt importanţă pentru industria textila. Pentru a compara fire de diferite grosimi, rezistența lor este de obicei exprimată în termeni de rezistență la tracțiune, adică în termeni de sarcină de rupere împărțită la denier. Rezistența la tracțiune este astfel exprimată în grame per denier. Rezistența medie la rupere a firelor de cocon este de 2,2 g/denier, iar cea a firului de agățat este de 7,8 g/denier. Alungirea până la momentul ruperii ajunge la 46%, respectiv 31%.

Spre deosebire de firul de agățat, firul de cocon este relativ fragil, iar acest lucru se datorează scopului său. Ea nu trebuie să reziste la mare stres, sarcina ei este să creeze o coajă protectoare pentru ouăle coconului. Pentru a face acest lucru, păianjenul țese un fir cu șase straturi dintr-un fir ondulat. Fiecare fir al coconului este format din șase pânze de păianjen. Acest înveliș de bandă amintește de firul voluminos care a fost dezvoltat în anul trecut pentru fabricarea tricotajelor elastice din fibre artificiale.

Firul spiralat al plasei de prindere, care formează o capcană de pânză lipicioasă, este foarte elastic. Expansiunea și contracția sa sunt complet reversibile și, în acest sens, seamănă cu cauciucul.

Una dintre sarcinile industriei materiale artificiale este de a furniza clienților materiale cu anumite proprietăți. Țesătura pentru lenjerie de corp, de exemplu, trebuie să rețină căldura și să absoarbă umezeala, în timp ce cordonul anvelopei are nevoie de o țesătură foarte puternică.

Dezvoltarea fibrelor proteice artificiale este încă la început, deoarece nu suntem încă capabili să creăm lanțuri lungi cu o structură complexă de aminoacizi. Puteți, totuși, să luați un aminoacid și să-l polimerizați în lanțuri lungi, cum ar fi polialanina sau polialanina și metil glutamag, pentru a obține țesuturi bune din ele. De asemenea, este posibil să se obțină polimeri cu greutate moleculară mare cu o secvență de dipeptidă repetată, de exemplu, ... glicină - alanină - glicină - alanină - glicină-alanină ...

Continuarea studiilor diferite feluri pânze de păianjen - acesta este modul care ne va ajuta cu siguranță în crearea fibrelor proteice artificiale.

P.S. Despre ce mai vorbesc oamenii de știință britanici: că în viitor, pe baza unui studiu mai detaliat, molecular, atât al firului de păianjen, cât și al altor materiale naturale, oamenii de știință vor putea obține diverse lucruri ultra-utile pentru viața noastră de zi cu zi, de exemplu , datorie grea
produse din beton armat din polimeri speciali sau ceva de genul asta.

Ar putea fi util să citiți: