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 Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Физики экспериментально подтвердили эффективность ионно-плазменного метода удаления радиоактивных загрязнений с поверхностей металлоконструкций ядерных реакторов. Новая технология позволяет очищать внутриконтурное оборудование от отложений сложного химического состава без образования опасных жидких радиоактивных отходов. Благодаря этому она даст возможность повторно использовать реакторные сплавы и снизит затраты на их переработку.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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