NaszKraj.info

Wiadomości i ciekawostki z kraju i ze świata

pajeczyna.jpgPajęcze włókna i węglowe nanorurki posiadają wiele zdumiewających właściwości, dzięki czemu stają się coraz popularniejszym materiałem wśród technologów. Amerykańscy inżynierowie wraz z naukowcami z Hiszpanii i Iraku poszli o krok dalej.

Postanowili połączyć oba materiały i tym samym stworzyć niesamowity materiał, który będzie mógł znaleźć zastosowanie we współczesnej elektronice. Pająki, a przynajmniej ich większość, otrzymały od natury niezwykłą i użyteczną umiejętność. Ich gruczoły przędne potrafią produkować mieszankę białek i innych substancji, która przydaje im się do najróżniejszych celów, od chwytania ofiar po budowę gniazda, ochronę jajeczek i nasienia, przemieszczanie się, aż po wabienie partnerek. Włókno zastyga w powietrzu, tworząc pajęczą nić. Uczeni pod kierownictwem Amerykanina Edena Stevena zaprezentowali niedawno unikalny sposób, nie tylko na wzmocnienie pajęczego włókna, lecz także na jego przemianę w przewodnik elektryczny.

Każdy na pewno widział pajęczynę, gdy otoczona przez krople rosy połyskuje w porannym słońcu. Taka sceneria cieszy serce każdego miłośnika przyrody. Nawet w tak pięknej scenerii może nas zastanowić, jak cieniutka i delikatna pajęcza nić wytrzymuje obciążenie w postaci kropel wody. Poranna rosa nie jest jedynym testem na wytrzymałość włókna. Złapana mucha czy ćma sprawdzają moc sieci jeszcze dokładnej. Najmocniejszą sieć przędzie madagaskarski krzyżak Caerostris darwini, którego odkryto w 2009 r. Jego pajęczyna może mieć powierzchnię 3 m2, a długość nici może sięgać aż 25 m! Taka nić musi być naprawdę wytrzymała. Włókna tego gatunku są 10 razy mocniejsze niż jeden z najwytrzymalszych plastików, wykorzystywany np. jako materiał do kamizelek kuloodpornych czy karoserii samochodów Formuły 1 - kevlar.

Wróćmy do wyobrażenia sieci pajęczej, obwieszonej kropelkami rosy. Włókna, które są obciążone, uginają się pod jej ciężarem. Uginają, ale nie przerywają. I to jest najważniejsze! Odpowiada za to ich niewiarygodna elastyczność, ale to nie wszystko. Włókna reagują na obecność wody i miękną. Jest to niezmiernie użyteczne w warunkach naturalnych. Po wyschnięciu włókna są sztywniejsze, jednak zmiana ich długości jest bezpowrotna. Byłaby to wielka wada pajęczych nici, jeśli chodzi o ich wykorzystanie w technologii przez człowieka. Kolejną właściwością, którą należałoby poprawić, jest przewodnictwo elektryczności. Oczywiście naturalne włókno pajęczej sieci nie przewodzi prądu. Aby można było wykorzystać nić pajęczą w elektronice, należałoby zmienić tę właściwość. Dzięki p takiemu ulepszeniu elektronika mogłaby wejść na kolejny etap rozwoju. Z jednej strony mielibyśmy do dyspozycji lekki, wytrzymały i przewodzący materiał, a z drugiej strony oszczędzalibyśmy środowisko naturalne. Włókno pajęcze bowiem bez problemów rozłoży się w przyrodzie, a my nie będziemy mieli problemów z niepożądanymi odpadami.

Umysłowi ludzkiemu pozostaje rozwiązanie zadania, jak połączyć w jedno wszystkie potrzebne cechy. Właśnie taki cel postawił sobie zespół naukowy Edena Stavena z Uniwersytetu Stanowego Florydy w Tallahassee. Naukowcy postanowili połączyć właściwości pajęczej nici z innym ulubionym materiałem inżynierów  nanorurkami węglowymi. Jest to praktycznie dwuwymiarowa warstwa atomów węgla, zwinięta w formę rurki o średnicy jednej miliardowej metra (czyli tyle, co średnica włókna DNA). W takiej postaci węgiel posiada niespotykane właściwości. Jest np. prawie 100 razy mocniejszy niż stal i przewodzi prąd elektryczny. Skrzyżowanie pajęczej nici z nanorurkami węgla wydaje się genialnym pomysłem. Jednak łatwiej powiedzieć, niż zrobić. 

Na początku Eden Steven musiał stworzyć odpowiednią ilość pajęczego włókna. Nie wykorzystał najmocniejszej znanej nici od wspomnianego madagaskarskiego pająka, ale od innego gatunku pająka, Nephila clavipes. Następnie musiał rozwiązać problem, jak umieścić nanorurki na pajęczej nici. Ku zaskoczeniu, było to bardzo proste zadanie  wystarczyło elektrycznie spolaryzować proszek z nanorurek. Dzięki odwrotnemu ładunkowi same „przylepiły się” do nici. Ale co zrobić, by zostały przy niej na stałe? Uczeni wykorzystali kolejną właściwość I pajęczego włókna, czyli zmianę kształtu  w reakcji na obecność wody. Wystarczyło zaledwie kilka kropel wody i oba materiały dość łatwo się połączyły. Ostatnim krokiem do stworzenia nowego materiału było jego sprasowanie między dwoma płytami teflonu.  Naukowcy byli bardzo zaskoczeni swoim sukcesem. Najpierw próbowaliśmy tradycyjnych metod, wykorzystujących szereg chemikaliów i prasowanie pod wysokim ciśnieniem opisuje początki badań Eden Steven. Ostatecznie, uczeni przekonali się, że droga do celu była zaskakująco łatwa. Wynik badań był bardzo wysokiej jakości, powłoka włókna była bowiem bardzo złożona. Powstały materiał jest lepszy od swoich składników praktycznie pod każdym względem. Nie tylko przewodzi prąd elektryczny, lecz jest także trzy razy mocniejszy niż pierwotne włókna. Przewodzenie prądu utrzymuje się również w sytuacji, gdy włókno jest rozciągnięte o 50%.

Zastosowanie? Współcześnie miałaby to być produkcja czujników pracy serca. Nowy materiał jest nie tylko elastyczny i czuły w polu elektrycznym, które wywołuje skurcz mięśni, ale również jest akceptowany przez organizm człowieka. Inne sposoby wykorzystania pozostają na razie w sferze naszych .

Wraz z rosnącą wiedzą na temat budowy pajęczej sieci oraz możliwymi sposobami jej wykorzystania, pojawia się również pytanie, skąd wziąć dostateczną ilość tego surowca. Czy rozwiązaniem będzie założenie farm pająków i ich hodowla na masową skalę? Coś podobnego nie wyszłoby nawet przy najlepszych chęciach. Na pewno powstałby dzięki temu jakiś materiał, ale byłby niezmiernie drogi. Problem ten nie jest jednak przypadkiem beznadziejnym. Pajęczyna w głównej mierze składa się z białka, i dlatego jest kodowana bezpośrednio w DNA. Dlatego uczeni mogą wykorzystać swoje ulubione rozwiązanie. Wyizolować niezbędny gen i umieścić go w genach innego organizmu. Powstała hybryda będzie mogła produkować cenny surowiec w większych ilościach. Dzięki wykorzystaniu pajęczych genów można np. poprawić jakość jedwabnych włókien, produkowanych przez gąsienice jedwabników morwowych. Interesującym eksperymentem jest umieszczenie genów pająków w kozach, które mogą produkować niezbędne białko w swoim mleku. Uczeni pokładają również nadzieje w umieszczeniu tego genu w roślinach hodowlanych, np. tytoniu czy ziemniakach. Na koniec pozostaje tradycyjne rozwiązanie  pozostawić wytwarzanie jedwabnego białka bakterii E.coli.

Musisz się zarejestrować aby dodawać komentarze.

Kursy walut

Logowanie i rejestracja

Najnowsze komentarze

  • Ubezpieczenie OC. Które wybrać?

    ktm 29.12.2015 13:45
    Jedno z najtańszych ubezpieczeń to AXA mogę polecić... Taka ciekawostka jeśli chodzi o inne nie ...
     
  • Zakładanie spółki z o.o.

    Konsultant Finansowy 25.09.2014 07:36
    Więcej informacji na ten temat znajdziesz na stronie. Zapraszamy na doradztwo w zakresie spółek.
     
  • Ostatni krzyk mody czy powrót do tradycji?

    nava 31.05.2014 15:20
    Dobrze że u nas kobiety nie muszą robić takich rzeczy żeby się spodobać mężczyzną :)
     
  • Ostatni krzyk mody czy powrót do tradycji?

    Magda 31.05.2014 15:19
    Jak można robić ze swoim ciałem takie rzeczy?! przecież to jest obrzydliwe... Tatuaż i kolczyki "w ...
     
  • Bochny zamiast bicepsów?!

    ktm 11.05.2014 13:10
    Nie wiem czy to dobry pomysł aby trenować w takim wieku.. w każdym razie będzie niezły kark za kilka ...

Strona naszkraj.info powstała aby skupić w jednym miejscu ciekawostki o codziennym życiu, ciekawostki z polski i ze świata, skupia ona również informacje z polski a także świata. Zachęcamy zatem do czytania artykułów z dziedziny: informacje z polski oraz ciekawostki. Jeśli lubisz pisać, lub znasz jakąś ciekawą informację możesz ją opisać na naszej stronie, wystarczy że się zalogujesz i możesz korzystać nieograniczonych narzędzi dających możliwość dodawania artykułów w naszym serwisie.



opinie

Informujemy, iż w celu optymalizacji treści dostępnych w naszych serwisie, dostosowania go do indywidualnych potrzeb każdego użytkownika, jak również dla celów reklamowych i statystycznych korzystamy z informacji zapisanych za pomocą plików cookies na urządzeniach końcowych użytkowników. Pliki cookies użytkownik może kontrolować za pomocą ustawień swojej przeglądarki internetowej.

Akceptuję ciasteczka z tej witryny.

EU Cookie Directive Module Information