Wide Web може да се направи много пъти по-силна и по-еластична

Титан засили паяжини

Немски учени са успели да се превърне един вече силна мрежа от истински свръхнова, която е многократно по-силна и е перфектно протегна. Учените накисва паяк нишка и се въвежда в метални атоми, които са "залепени" индивидуални паяк копринени протеини.

Според легендата, Луи XIV и Наполеон е с ръкавици, направени от интернет, както и застаряването на британската кралица Виктория, китайското посолство представи цялата мантия на материала. Трудно е да се каже дали тези твърдения може да се има доверие, и каква част от тези тъкани е всъщност паяк конец, но смисълът във всичко това е така. При подходящи условия паяк може да издържа на напрежение няколко пъти по-голяма от максимално напрежение на стоманените влакна със същия диаметър като този на няколко пъти лесно. Например, паяк с дебелина 1 mm трябва на теория да се проведе лице; как можем да не се радвам, че паяците не се въртят уеб.

Още:

За специфичните условия, наличието на силни марки стомани и факта, че паякът по този начин се протегна с 20-30% в сравнение с такъв принцип не спомена. Независимо от това, еластичност, издръжливост, и лекота на уеб направи много инженери мечта за създаване на синтетичен материал, подобен на него - или поне се научи как да се получи мрежа от живота в промишлен мащаб. Освен това, тези експерименти е: получени кози ДНК гени, които имат паяжина, като в млякото е голямо количество такива протеини - обаче не вплетени във формата на нишка.

Сега, една група от германски физици и химици под ръководството на Ли Син Mo от Института по физика Макс Планк Микроструктура показа, че паяжината може да се направи още по-силна и по-еластична.

Специална обработка прави паяжината на живота в свръхнова, която е по-силна от 5 пъти и "разтегателни" три пъти.

Учените са се опитали да се получи допълнително потвърждение на хипотезата, че неговата сила особено силни биологични материали - зъбния емайл, нокти, скелетни елементи, някои организми ужилвания - произтичат от относително ниски неорганични примеси в матрицата на протеин. Вместо изграждане безкраен графичен корелация на якостните параметри с размера на метал в протеина, Lee Seung-Mo и колегите му решили да се сравни директно как различните воля паяк нишка, в която малко метал на паяк нишка, в която му много.

Паяжина учени екстрахират с помощта на паяк род Araneus това навиване на мед клип. Araneus - близки роднини на познатата ни всички паяк Araneus, е сред тях и той го направи. Какъв тип Araneus използва не е уточнено, но като физика го хвана в двора на института си в Хале, в сърцето на Европа, че е малко вероятно, че е екзотична образец.

Още:

Получава се от конци експериментаторите на паяк поставят във вакуумна камера. Тук те се изсушават и се подлага на повтарящи се цикли на утаяване на повърхността на метална платна съединения разпръснати чрез поддържане на водна пара. Първоначално, както се използва такова съединение диетилцинк Zn (С2 Н5) 2. тъй като цинк е гарантирано да работят "усилвател фактор" най-малко един вид - той е отговорен за извънредни зъбите крепостни многочетинести червеи морски нимфи, които са лесно да се заяждам кораловите скелети. След това се прибавя цинк под формата на алуминий на триметилалуминий Al (СН3) 3 и известен със своята сила титанов (IV) под формата на Ti (ОСН (СН3) 2) 4.

След няколко стотин такива цикъла (всеки с продължителност 1-2 минути) на ребрата на повърхността остава тънък филм оксид - цинк, алуминий или титан, съответно. И механични характеристики - че Юнг източник модул, който якост на опън, - се е увеличил рязко. Най-добър показано самата титан, и като цяло, колкото повече цикли на метал / вода се, по-добре е резултат (въпреки крива напрежение в зависимост от относителната механично разтягане прояви сложно).

Човек би си помислил, разбира се, че допълнителната мощност в интернет е дал външно покритие, но това не е:

за подобрена здравина и еластичност отговаря на метални атоми проникващи структурата на протеин самата мрежа.

Сам по себе си покритие оксид не даде голяма печалба (например, дори е от 1% не се разтяга), а дебелината му слой е слабо в зависимост от механичните характеристики. Но титан оправя следи в рамките на учените конци успели с помощта на спектрометрия и електронен микроскоп.

Както се оказа, че е важен и много метал процес въведение в протеин - дори пълни накисване нишки в рамките на 10 часа от диетилцинк и други подобни не даде резултат, по никакъв начин, сравним с множество цикли на наслояване на метали и вода.

Син Мо Лий и колеги предполагат, че металните атоми помага да се "слепват" отделните протеиновите молекули, които съставят паяк нишка. В тази работа в мрежата на природен работи слаби водородни връзки между атомите в краищата на молекулите успоредни една на друга; то е такова изобилие от заменяеми облигации и дава в интернет силата си.

В "метализирана" в интернет, вместо на слаб водородни установени силни ковалентните връзки, немски учени смятат, че дава допълнителна здравина.

Ролята на водна пара в този процес - на "накисване" протеинови структури на метални атоми може да проникне навътре. Как да разпознаем учени, обсъждане на ковалентни връзки - хипотеза за тестване, който ще изисква много повече експерименти.

От практическа гледна точка, обаче, е, по-специално потвърди дали тази хипотеза. Ако някога сме се научи да тъче на промишлен мащаб твърдо паяк нишка - независимо дали с помощта на трансгенни кози или чрез химичен синтез - ние вече знаем как да го направим още много пъти по-силен.