Объект исследований - паутина
Друзья, с момента основания проекта прошло уже 20 лет и мы рады сообщать вам, что сайт, наконец, переехали на новую платформу.
Какое-то время продолжим трудится на общее благо по адресу
На новой платформе мы уделили особое внимание удобству поиска материалов.
Особенно рекомендуем познакомиться с работой рубрикатора.
Спасибо, ждём вас на N-N-N.ru
Ученые нашли способ упрочнения и повышения эластичности природных белковых волокон
Немецкие ученые нашли способ значительно увеличить прочность и эластичность волокон паутины – материала, который и без того по праву считается одним из рекордсменов механических свойств. Новое изобретение, по мнению ученых, представляет собой хорошую базу для разработки сверхпрочного текстиля, хирургических нитей, материалов для изготовления имплантов опорно-двигательного аппарата, а также легких и прочных корпусов летательных аппаратов
.
Паутина, или паучий шелк – это один из изумляющих примеров материалов, создаваемых природой и проявляющих исключительные физические свойства. Ее прочность в пересчете на один квадратный миллиметр сечения позволяет выдержать 260 кг, она прочнее и намного легче стали. И все же ученые предприняли попытку превзойти природные показатели этого материала.
С помощью метода атомно-слоевой эпитаксии (atomic layer deposition, ALD) в структуру волокон были внедрены атомы металлов: цинка, титана и алюминия. Идея такого подхода была также позаимствована у природы: как известно, насекомые и некоторые другие организмы в составе прочных тканей ротового аппарата и когтей имеют существенные включения металлов, таких как цинк, марганец и медь.
- Обработка волокон по классической методике ALD с образованием оксидов металлов на поверхности не привела к существенному упрочнению материала. Тогда, несколько изменив методику, ученым удалось добиться проникновения ионов металлов внутрь волокна, а также встраивания металла в его белковую структуру. Такой паучий шелк стал в 10 раз более прочным, и существенно эластичнее исходного природного материала.
.
Точный механизм полученного эффекта ученым еще не известен. В то же время наиболее вероятным объяснением может служить гипотеза о том, что атомы металла заменяют водородные связи между белками, формируя более прочные взаимодействия в волокнах.
- Результаты этого исследования, проведенного в Институте Микроструктурной Физики Макса Планка (Max Planck Institute of Microstructure Physics, Германия), были благосклонно встречены научным сообществом и опубликованы в журнале Science. Ученые видят высокий потенциал нового метода упрочнения и повышения эластичности как конструкционных, так и биоматериалов. Работа затрагивает в первую очередь белковые структуры – уже появились идеи применить новый метод к коллагеновым волокнам – важным элементам костной ткани и кожи.
Паук за работой

Выделительные железы паука
Различные виды паутины
Безусловно, создание технологии получения промышленного количества высокопрочных материалов на основе природного паучьего шелка не входит в планы исследователей, однако тенденции применения нового подхода к упрочнению различных материалов, таких как искусственные кости и сухожилия, конструкционные материалы для авиа- и космических летательных аппаратов подразумевают высокую технологическую значимость открытия.
Мария Костюкова
- nikst's блог
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Отечественные исследователи тоже занимаются паутиной. Но у них – несколько иной подход. Они стараются воссоздать свойства «натуральной» (природной) паутины, создавая её искусственные аналоги: ИСКУССТВЕННАЯ ПАУТИНА – НАНОТКАНЬ БУДУЩЕГО
И на этом пути они уже добились существенных результатов…
Так что в области изучения древнего и с детства всем знакомого материала – паутины – наступает новая эра, эра широкого исследования и практического применения замечательных свойств этого удивительного материала…