مکڑی کا ریشم انتہائی نازک ہونے کے باوجود اسٹیل سے زیادہ مضبوط کیوں ہے؟

مکڑی کا ریشم طویل عرصے سے سب سے زیادہ ناقابل یقین حد تک پائیدار قدرتی مواد کے طور پر جانا جاتا ہے۔ یہاں تک کہ مکڑی کی انواع بھی ہیں جو ریشم پیدا کرتی ہیں جو سٹیل سے پانچ گنا زیادہ مضبوط ہوتی ہیں، جیسے براؤن ریکلوسا مکڑی۔ لیکن کسی کو یہ بھی سوچنا چاہیے کہ مکڑی کا ریشم، جو اتنا نازک نظر آتا ہے، اتنا ناقابل یقین حد تک پائیدار کیوں ہے۔ یہ بھی ایک ایسا سوال ہے جو سائنسدانوں کو پریشان کر رہا ہے، اور انہیں حال ہی میں اس کا جواب ملا ہے۔

مکڑی کا ریشم بہت مضبوط ہے، سٹیل کے تار سے بھی زیادہ مضبوط۔

مکڑی کا ریشم ایک منفرد ڈھانچہ رکھتا ہے۔

مکڑی کا ریشم ایک پروٹین ریشہ ہے جو مکڑیاں پیدا کرتی اور گھومتی ہے۔ وہ اسے شکار کو پکڑنے یا اپنے انڈوں اور مکڑیوں کے بچوں کی حفاظت کے لیے جالے بنانے کے لیے استعمال کرتے ہیں۔ ان ریشمی ریشوں کی مضبوط ساخت مکڑیوں کو ان کے سائز سے کئی گنا زیادہ شکار کرنے کی اجازت دیتی ہے۔

حال ہی میں، کالج آف ولیم اینڈ میری (USA) کے محققین نے ریشم کے ریشوں کے مائیکرو اسٹرکچر کا مشاہدہ کرنے کے لیے جوہری قوت کی مائیکروسکوپی کا استعمال کیا جو کہ بھوری رنگ کی مکڑیاں اپنے انڈوں کی حفاظت اور شکار کو پکڑنے کے لیے تخلیق کرتی ہیں۔ انہوں نے دریافت کیا کہ ہر مکڑی کا ریشمی اسٹرینڈ، جو انسانی بالوں سے پتلا ہے، درحقیقت ہزاروں مختلف نانوفائبرز سے بنا ہے، جس کا قطر صرف 20 nm ہے اور تقریباً 1 μm لمبا ہے۔

یہ نینو ریشے لمبے نہیں لگ سکتے، لیکن یہ اپنے اصل سائز سے 50 گنا زیادہ پھیل سکتے ہیں۔ یہ ڈھانچہ مکڑی کے ریشم کو بہت سخت اور مضبوط بناتا ہے، جس کی طاقت اور استحکام اسی سائز کے اسٹیل بار سے 5 گنا زیادہ ہوتا ہے۔

مکڑی کا ریشم اپنے اصل سائز سے 50 گنا تک بڑھ سکتا ہے۔

اس سے قبل دنیا بھر کے سائنسدانوں نے دعویٰ کیا تھا کہ مکڑی کا ریشم نانوفائبرز سے بنایا گیا تھا لیکن اس دریافت کے سائنسی جریدے ACS میکرو لیٹرز (USA) میں شائع ہونے تک کوئی ٹھوس شواہد نہیں ملے تھے۔

اس کی وجہ یہ ہے کہ براؤن ریکلوز کا ریشم نانوفائبرز سے بنا ہوتا ہے جو زیادہ تر دیگر مکڑیوں کی طرح بیلناکار پیٹرن کے بجائے فلیٹ صف میں ترتیب دیا جاتا ہے۔ اس سے سائنس دانوں کے لیے جوہری قوت مائکروسکوپی کا استعمال کرتے ہوئے ان کا مشاہدہ کرنا آسان ہو جاتا ہے۔

اس سے 2017 میں کی گئی ٹیم کی تحقیق میں اضافہ ہوتا ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ کس طرح براؤن ریکلوز مکڑیاں ایک خاص لوپنگ تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے اپنے ریشم کو مضبوط کرتی ہیں۔ ایک چھوٹی سی سلائی مشین کی طرح، براؤن ریکلوز مکڑیاں ہر ملی میٹر ریشم کے لیے تقریباً 20 نینو دھاگے بُنتی ہیں، دھاگے کو مضبوط کرتی ہیں تاکہ یہ ٹوٹ نہ جائے۔

مجموعی ڈھانچے کو برقرار رکھنے کے لیے مکڑی کے ریشم کا ایک ہی پٹا "قربان" کیا جاتا ہے۔

مالیکیولر میکینکس کے ماہرین نے مکڑیوں کی مختلف انواع کے جالوں کا جائزہ لیا ہے، جن میں یورپی باغی مکڑی Araneus diadematus اور ویب بنانے والی مکڑی Nephila clavipes شامل ہیں۔ سالماتی سطح پر ریشم کا مطالعہ کرکے، انہوں نے پایا کہ وہ مکڑی کے جالوں کی طاقت کی وضاحت کر سکتے ہیں۔

ڈاکٹر بوہلر بتاتے ہیں کہ مجموعی ساخت کو برقرار رکھنے کے لیے انفرادی ریشم کے ریشوں کو "قربان" کیا جا سکتا ہے۔ "جب ایک ریشمی ریشہ کھینچا جاتا ہے، تو اس کی سالماتی ساخت بڑھ جاتی ہے جوں جوں قوت بڑھتی ہے، فائبر کو کھینچتا ہے،" وہ کہتے ہیں۔

مکڑی کا ریشم صرف تب ٹوٹتا ہے جب وہ اپنی مجموعی ساخت کو برقرار رکھنا چاہتا ہے۔

یہ تبدیلی چار مراحل میں ہوتی ہے: سب سے پہلے، پورا تنت پھیلا ہوا ہے۔ پھر، ایک آرام کا مرحلہ جہاں پروٹین "آشکار" ہوتے ہیں۔ تیسرا، تنت ایک سخت مرحلے سے گزرتا ہے جو طاقت کی سب سے بڑی مقدار کو جذب کرتا ہے۔ فیلامینٹ ٹوٹنے سے پہلے کے آخری مرحلے کو بوہلر نے ٹیپ کے ٹکڑے کو پھاڑنے سے تشبیہ دی ہے۔ یہ تنت کو توڑنے کے لیے بھی ایک بڑی قوت لیتا ہے کیونکہ پروٹین چپچپا ہائیڈروجن بانڈز کے ذریعے اکٹھے ہوتے ہیں۔

ڈاکٹر بوہلر نے کہا کہ "مکڑی کے جالے کی مضبوطی نہ صرف ریشم کے دھاگے کی مضبوطی کی وجہ سے ہے، بلکہ یہ بھی ہے کہ کھینچنے پر اس کی میکانیکی خصوصیات کیسے بدلتی ہیں،" ڈاکٹر بوہلر نے کہا۔

Tuyet Anh (ماخذ: ترکیب)

مفید
جذبات
تخلیقی
منفرد
غصہ