Znanstvenici sa Sveu\u010dili\u0161ta u Arizoni (ASU) proslavili su svoj nedavni uspjeh u istra\u017eivanju koje ima cilj otkriti \u0161to to \u010dini vlakna koja pletu pauci najmanje pet puta \u010dvr\u0161\u0107ima od \u017eice klavira, uz uvjet da se uspore\u0111uju uzorci iste mase. Otkrili su na\u010din za dobivanje velike raznolikosti elasti\u010dnih svojstava niti s nekoliko netaknutih paukovih mre\u017ea koriste\u0107i sofisticiranu neinvazivnu tehniku raspr\u0161ivanja laserske svjetlosti.<\/p>\n
“Pau\u010dina ima jedinstvenu kombinaciju mehani\u010dke \u010dvrsto\u0107e i rastezljivosti, \u0161to je \u010dini jednim od najotpornijih materijala koje poznajemo,” rekao je profesor Jeffrey Yarger s Odjela kemije i biokemije ASU, ujedno i\u00a0glavni istra\u017eiva\u010d u ovom prou\u010davanju. “Ovaj rad predstavlja na\u0161e\u00a0najpotpunije\u00a0shva\u0107anje skrivenih mehani\u010dkih svojstava niti pau\u010dine.”<\/p>\n
Pau\u010dina je izuzetan prirodni polimer, srodan kolagenu (tvar\u00a0koja je u ko\u017ei i kostima), ali mnogo slo\u017eenije strukture. Tim kemi\u010dara s\u00a0ovog sveu\u010dili\u0161ta prou\u010dava njenu molekularnu strukturu u poku\u0161aju da proizvede razne\u00a0materijale u rasponu od pancirke pa sve do umjetnih tetiva.<\/p>\n
Ovaj \u0161iroki\u00a0sklop elasti\u010dnih i mehani\u010dkih svojstava pau\u010dine u prirodi koju je postigao tim s ASU, prvi je ove vrste i ubudu\u0107e \u0107e uvelike olak\u0161ati poku\u0161aje stvaranja prototipova koji su usmjereni shva\u0107anju me\u0111udjelovanja mehani\u010dkih svojstava i molekularne gra\u0111e niti koje se koriste u pravljenju paukove mre\u017ee. <\/p>\n \u017denka pauka Nephila clavipes na svojoj mre\u017ei. Pau\u010dina je analizirana kori\u0161tenjem Brillouinove spektroskopije da bi se izravno, ali neinvazivno, odredila njena mehani\u010dka svojstva.\n
Tim je objavio svoje rezultate u jednom od posljednjih izdanja \u010dasopisa Nature materials<\/em> u studiji\u00a0pod naslovom “Neinvanzivno definiranje potpunih konstanti elasti\u010dnosti niti pau\u010dine.”<\/p>\n “Ova informacija trebala bi nam pomo\u0107i da dobijemo nacrt za stvaranje strukture velike mre\u017ee materijala napravljenih po uzoru na one prirodne poput stvaranja preciznih materijala sinteti\u010dkih vlakana da bi se stvorili ja\u010di, rastezljiviji i elasti\u010dniji materijali,” objasnio je Yarger.<\/p>\n Brillouinova tehnika raspr\u0161ivanja svjetlosti koristi\u00a0laser jako male snage, manje od 3,5 miliwata, \u0161to je zna\u010dajno manje od prosje\u010dnog lasera. Snimanje\u00a0onoga \u0161to se dogodilo laserskoj zraci dok je prolazila kroz netaknute pau\u010dine, omogu\u0107ilo je istra\u017eiva\u010dima da detaljno zabilje\u017ee do koje mjere su rastezljive sve prou\u010davane paukove mre\u017ee, a da ih se pritom\u00a0nije izobli\u010dilo ili pokidalo. Ova neinvazivna mjerenja bez izravnog fizi\u010dkog kontakta rezultirala su pronalascima koji pokazuju varijacije me\u0111u pojedinim vlaknima, spojevima i\u00a0mjestima\u00a0gdje su niti zalijepljene.<\/p>\n Prou\u010davane su \u010detiri razli\u010dite vrste paukovih mre\u017ea.\u00a0Me\u0111u njima su Nephila clavipes (na slici), A. aurantia (jo\u0161 ga zovu “pozla\u0107eno srebreno lice” – uobi\u010dajen u kontinentalnom dijelu\u00a0SAD-u…), L. Hesperus – zapadna crna udovica i P. viridans – zeleni ris-pauk, jedini od nabrojenih koji ne radi mre\u017eu za hvatanje plijena, ali njegove niti imaju zna\u010dajna elasti\u010dna svojstva sli\u010dna onima kod\u00a0ovih ostalih\u00a0prou\u010davanih vrsta.<\/p>\n Ova skupina je tako\u0111er istra\u017eivala jednu od naj\u010de\u0161\u0107\u0161e prou\u010davanih karakteristika niti koje \u010dine okvir mre\u017ea u obliku kru\u017enice, a to je njihova prenapregnutost, \u0161to je ina\u010de svojstvo jedinstveno svili. Naime,\u00a0nit pau\u010dine upija vodu kada je izlo\u017eena velikoj vla\u017enosti. Ta apsorbirana voda dovodi do sa\u017eimanja i do 50 posto pri vla\u017enosti zraka\u00a0od 100 posto,\u00a0kod\u00a0vlakana koja nisu zategnuta. To je prou\u010davano\u00a0u nitima pauka N. clavipes.<\/p>\n Njihovi rezultati su u skladu s pretpostavkom da prenapregnutost poma\u017ee paucima “skrojiti” svojstva niti za vrijeme pletenja. Ova vrsta pona\u0161anja, a posebno prilago\u0111avanje mehani\u010dkih svojstava koli\u010dini vode (vlage) je nadahnu\u0107e za\u00a0budu\u0107nost mehani\u010dkih struktura zasnovanih na prirodnim procesima.<\/p>\n Ova studija je jedinstvena po tome \u0161to mo\u017eemo izdvojiti sva svojstva rastezljivosti niti pau\u010dine koja ne mogu biti, a\u00a0niti nisu do sada bila izmjerena uobi\u010dajenim (konvencionalnim) metodama testiranja,” zaklju\u010dio je Yarger.<\/p>\n