Влажность заставила паутину самопроизвольно крутиться

MIT
Исследователи из Китая, Великобритании, США и Сингапура обнаружили, что нити из паучьего шелка скручиваются под действием окружающей влажности. Ученые исследовали эти свойства и механизм влияния влажности на деформацию, а также предложили использовать этот эффект в качестве движущей силы актуаторов, сообщается в статье, опубликованной в Science Advances.
Паутина представляет собой белковый композитный материал, привлекающий ученых благодаря набору необычных свойств — к примеру, прочность на разрыв у таких нитей сопоставима с некоторыми марками стали. Помимо высоких количественных свойств паучий шелк обладает и другими необычными свойствами. Так, в 2016 году европейские физики выяснили механизм постоянного натяжения паутины. Оказалось, что при сжатии нить наматывается на капли клейкой жидкости и благодаря этому сохраняет натяжение. Также известно, что паутина реагирует на повышение влажности окружающего воздуха, самопроизвольно сокращаясь в длине до двух раз. Считается, что в основе такой реакции лежит разрушение водородных связей в белках под действием большого количества воды.
Группа исследователей под руководством Маркуса Бюхлера (Markus Buehler) из Массачусетского технологического института обнаружила, что похожий механизм приводит не только к сжатию нити, но и к ее самопроизвольному скручиванию. В качестве материалов для экспериментов ученые взяли паутину от пауков кругопрядов-нефилов, в частности, видов Nephila pilipes, Nephila edulis и Argiope versicolor. Во время экспериментов исследователи подвешивали на нити кольцевой индикатор вращения и устанавливали нить внутри камеры с регулируемой влажностью.
В прошлом году ученые получили искусственную паутину, состоящую из рекордно длинных молекул спидроина с молекулярной массой более 500 килодальтон. Нить, состоящая из таких молекул, оказалась не хуже настоящей паутины по величине прочности на разрыв, растяжимости и жесткости.
Григорий Копиев