Lain kali apabila anda melihat jaring laba-laba di hutan, fikirkan: sangat kuat sehelai benang setebal orang dewasa menahan jetliner! Para saintis bertempur lama untuk menyelesaikan teka-teki ini dan akhirnya mengungkap rahsia: ternyata semuanya berkaitan dengan struktur unik jaringan perangkap labah-labah.
Untuk mengetahui mengapa jaring labah-labah lima kali lebih kuat daripada keluli, saintis mengkaji benang yang dihasilkan oleh labah-labah beracun Loxosceles reclusa untuk membuat jaring dan bekas untuk memerangkap telur. Apabila digigit labah-labah ini dengan kaki yang sangat panjang, seseorang mengalami loxoscellism - radang, dan kemudian kudis gangren akibat tisu mati di tempat gigitan. Para penyelidik dengan teliti memeriksa jaring labah-labah menggunakan mikroskop atom dan menemui satu keadaan yang mengejutkan. Apa yang diperlukan oleh mata kasar untuk sehelai benang paling nipis (yang kira-kira 1000 kali lebih tipis daripada rambut manusia) sebenarnya adalah "tali" yang padat yang ditenun dari beratus-ratus nanofiber. Diameter satu serat tersebut ialah 20 ppm milimeter. Seperti kabel moden,setiap helai web terdiri daripada struktur nano selari dengan panjang sekurang-kurangnya 1 mikron.
Bukan serat yang sangat panjang, bukan? Mungkin kelihatan begitu pada pandangan pertama. Walau bagaimanapun, jika kita melihat struktur pada tahap mikro, ternyata panjang serat seperti itu dapat melebihi lebarnya sekitar 50 kali - dan para penyelidik yakin bahawa mereka dapat meregangkan lebih banyak lagi.
Nanofiber di alam: rahsia kekuatan
Idea bahawa web terdiri daripada nanofiber bukanlah perkara baru dan telah banyak kali dibincangkan dalam komuniti saintifik. Walau bagaimanapun, sehingga kini, para penyelidik tidak dapat memberikan bukti bahawa filamen nanoskopik membentuk keseluruhan web, dan bukan bahagiannya sendiri. Dalam kes ini, sifat unik web Loxosceles reclusa telah menjadi "senjata rahsia" para saintis. Sekiranya kebanyakan labah-labah memutar benang silinder, jaring ini sebenarnya rata, seperti pita - ini menjadikannya lebih mudah untuk belajar di bawah mikroskop yang kuat.
Penemuan baru ini berdasarkan karya yang lebih awal yang dipaparkan oleh pasukan setahun yang lalu. Kemudian para saintis mendapati bahawa L. reclusa (mereka juga disebut "laba-laba coklat penutup") menguatkan benang rata menggunakan teknik tenunan khas. Seperti mesin jahit hidup, labah-labah menenun sekitar 20 gelung mikro ke setiap milimeter jaring. "Jahitan" ini menguatkan jaring perangkap yang melekit dan memberikan kekuatan yang luar biasa. Para penyelidik mengatakan bahawa walaupun bentuk benang dan teknik tenunan labah-labah lain berbeza, penemuan baru dapat menjadi titik awal untuk mempelajari serat semula jadi yang dihasilkan oleh spesies lain.
Video promosi:
Kesimpulannya
Bagi umat manusia, maklumat ini sangat penting - dengan mengetahui bagaimana alam menghasilkan benang yang sangat kuat dan sangat ringan, kita sendiri akan dapat mencipta rakan sintetik mereka. Jaring labah-labah buatan akan berguna di mana sahaja, dari industri ketenteraan dan perubatan hingga tekstil biasa. Namun, sekarang sangat sukar untuk membuat serat seperti itu pada skala industri, dan tidak ada yang berhasil dalam hal ini (walaupun ada percubaan semacam itu beberapa tahun yang lalu). Para saintis berharap penyelidikan lebih lanjut dapat membantu, cepat atau lambat, meletakkan salah satu bahan yang paling rumit dan tidak biasa di dunia untuk melayani umat manusia.
Vasily Makarov
