משי עכביש ידוע זה מכבר כחומר הטבעי העמיד ביותר. ישנם אפילו מיני עכבישים המייצרים משי חזק פי חמישה מפלדה, כמו עכביש הרקלוזה החום. אבל צריך גם לתהות מדוע משי עכביש, שנראה כל כך שביר, הוא כה עמיד להפליא. גם זו שאלה שמטרידה מדענים , והם מצאו את התשובה רק לאחרונה.
משי עכביש חזק מאוד, אפילו חזק יותר מחוט פלדה.
למשי עכביש יש מבנה ייחודי.
משי עכביש הוא סיב חלבון שעכבישים מייצרים וטווים. הם משתמשים בו כדי ליצור קורים כדי לתפוס טרף או כדי להגן על ביציהם וגורי עכבישיהם. המבנה החזק של סיבי המשי הללו מאפשר לעכבישים ללכוד טרף גדול פי כמה מגודלם.
לאחרונה, חוקרים במכללת ויליאם ומרי (ארה"ב) השתמשו במיקרוסקופ כוח אטומי כדי לבחון את המיקרו-מבנה של סיבי המשי שעכבישים חומים מתבודדים יוצרים כדי להגן על ביציהם ולתפוס טרף. הם גילו שכל גדיל משי עכביש, דק יותר משערה אנושית, מורכב למעשה מאלפי ננו-סיבים שונים, בקוטר של 20 ננומטר בלבד ובאורך של כ-1 מיקרומטר.
ננו-סיבים אלה אולי לא נראים ארוכים, אך הם יכולים להימתח פי 50 מגודלם המקורי. מבנה זה הופך את משי העכביש לקשוח וחזק מאוד, עם חוזק ועמידות גדולים עד פי 5 ממוט פלדה באותו גודל.
משי עכביש יכול להימתח עד פי 50 מגודלו המקורי.
בעבר, מדענים ברחבי העולם טענו כי משי עכביש עשוי ננו-סיבים, אך לא היו ראיות מוצקות לכך עד לגילוי זה שפורסם בכתב העת המדעי ACS Macro Letters (ארה"ב).
הסיבה לכך היא שמשי העכביש החום עשוי מננו-סיבים המסודרים במערך שטוח, ולא בתבנית גלילית כמו רוב העכבישים האחרים. זה מקל על מדענים לצפות בהם באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי.
ממצאים אלו מתווספים למחקר שערך הצוות בשנת 2017, שהדגים כיצד עכבישים חומים מתבודדים מחזקים את משי הבד שלהם באמצעות טכניקת לולאה מיוחדת. כמו מכונת תפירה זעירה, עכבישים חומים מתבודדים אורגים כ-20 ננו-חוטים לכל מילימטר של משי שהם טווים, מה שמחזק את החוט כך שלא ייקרע.
קווצה אחת של משי עכביש "מוקרבת" כדי לשמור על המבנה הכללי.
מומחים למכניקה מולקולרית בחנו את קורי העכביש של מיני עכבישים שונים, כולל עכביש הגינה האירופי Araneus diadematus ועכביש אורגת הרשת Nephila clavipes. על ידי לימוד משי ברמה המולקולרית, הם גילו שהם יכולים להסביר את חוזקם של קורי העכביש.
ד"ר בוהלר מסביר שניתן "להקריב" סיבי משי בודדים כדי לשמור על המבנה הכללי. "כאשר מושכים סיב משי, המבנה המולקולרי שלו נמתח ככל שהכוח גובר, מה שמותח את הסיב", הוא אומר.
משי עכביש נשבר רק כשהוא רוצה לשמור על המבנה הכללי שלו.
שינוי זה מתרחש בארבעה שלבים: ראשית, כל הפילמנט נמתח; לאחר מכן, שלב הרפיה שבו החלבונים "נפרשים". שלישית, הפילמנט עובר שלב נוקשה שסופג את כמות הכוח הגדולה ביותר. את השלב האחרון לפני שהפילמנט נשבר מדמה בוהלר לקריעת חתיכת סרט; נדרש גם כוח גדול כדי לשבור את הפילמנט מכיוון שהחלבונים מוחזקים יחד על ידי קשרי מימן דביקים.
"חוזקה של קורי עכביש נובע לא רק מחוזקו של חוט המשי, אלא גם מהאופן שבו התכונות המכניות שלהן משתנות בעת משיכה", אמר ד"ר בוהלר.
טוייט אנה (מקור: סינתזה)
מוֹעִיל
רֶגֶשׁ
יְצִירָתִי
ייחודי
זַעַם
[מודעה_2]
מָקוֹר
תגובה (0)