Ученые раскрыли секрет паучьих клыков
Новое исследование показало, за счет чего хелицеры — ротовые придатки пауков, часть из которых иногда называют «клыками» — способны разрезать паутину и другие прочные волокна, такие как карбоновые и кевларовые нити.
Паутина — один из прочнейших природных материалов. Предельное напряжение на разрыв каркасной нити паука Araneus diadematus составляет 1,1-2,7 гигапаскаля. Для сравнения: предел прочности стали — 0,4-1,5 гигапаскаля, а человеческого волоса — 0,25 гигапаскаля.
Тем не менее сами пауки легко перерезают паутину, когда обращаются с добычей. Ученые ранее связывали эту способность с химией: считалось, что пауки вырабатывают особый фермент, растворяющий волокна. Однако такой механизм не позволяет объяснить скорость, с которой пауки справляются с паутиной, например, в случае опасности.
Раскрыть загадку взялась группа специалистов в области биотехнологий и биоинженерии из Швеции и Италии. В работе, статью о котором опубликовал журнал Advanced Science, они изучили пауков и сделанные ими разрезы с помощью сканирующего электронного микроскопа.
Также исследователи провели серию экспериментов с пауками видов Nuctenea umbratica и Steatoda triangulosa. Подопытные взаимодействовали не только с собственной паутиной, но и с аналогами, изготовленными учеными из синтетических волокон — нитей из углеродного волокна и кевлара. Последний используют для армирования медных и волоконно-оптических кабелей, а также при изготовлении бронежилетов.
В итоге ученые установили, что секрет умения быстро и эффективно рассекать прочнейшие нити кроется в морфологии паучьих хелицер. Оказалось, они покрыты зубцами с «функционально градуированным расстоянием» друг между другом, которое увеличивается от корня клыка к кончику.
За счет такого строения попавшие в хелицеры волокна соскальзывают по зубчатому краю, пока не упрутся в зазубрину сопоставимого размера. Благодаря этой особой геометрии точки контакта усилие, необходимое для рассечения волокна, становится минимальным, а сам процесс разрезания — максимально эффективным.
По словам ученых, их исследование не только помогает лучше понять, что обеспечивает эффективность паучьих клыков, но открывает интересные перспективы в других областях. Возможно, результаты позволят усовершенствовать существующие механизмы разрезания высокопрочных материалов и создать новые инструменты для этого.
Ранее исследователи из Института физико-химических исследований RIKEN (Япония) выяснили, что невероятно прочной паутину делает специфическая конформация домена белка.
В другой работе ученые предложили изготавливать из паучьего шелка линзы для биологических систем визуализации.
Telegram 
Дзен 
VK Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Современная космология до недавнего времени опиралась на так называемый космологический принцип, по которому у Вселенной нет какого-то выделенного направления. И наблюдатель в любой ее точке должен видеть однородную в этом смысле картину. Астроном из Северокавказской астрофизической обсерватории показал, что это не так даже для очень древней Вселенной.
За всю свою историю радиус Меркурия мог уменьшиться намного больше, чем считалось. Поскольку часть следов этого процесса до сих пор оставалась незамеченной, прежние оценки могли быть серьезно занижены.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Особо чистый германий — полупроводниковый материал с минимальным содержанием примесей, который активно используют в ядерной физике, медицине и оборонной промышленности. Российские ученые предложили новую технологию, позволяющую получить монокристаллы германия особой чистоты.
Современная космология до недавнего времени опиралась на так называемый космологический принцип, по которому у Вселенной нет какого-то выделенного направления. И наблюдатель в любой ее точке должен видеть однородную в этом смысле картину. Астроном из Северокавказской астрофизической обсерватории показал, что это не так даже для очень древней Вселенной.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии