Ιστός αράχνης: Όταν η φύση εμπνέει τους επιστήμονες

Αράχνη πάνω στον ιστό της (πηγή: University of Oxford)

Γιατί ο ιστός της αράχνης λυγίζει στον άνεμο ή «τινάζει» τις μύγες πίσω σαν καταπέλτης; Η απάντηση βρίσκεται πίσω από ένα «υβριδικό» υλικό που παράγεται από τις αράχνες για τους ιστούς τους.

Το φαινόμενο παρατηρήθηκε από επιστήμονες από τα Πανεπιστήμια της Οξφόρδης και «Pierre et Marie Curie», δημοσιεύτηκε στο περιοδικό PNAS και ενέπνευσε τη δημιουργία ενός νέου υλικού.

Τραβώντας ένα κολλώδες νήμα από τον ιστό της αράχνης και αφήνοντας το να επανέλθει αποκαλύπτεται ότι το νήμα δεν κρεμά, αλλά παραμένει πάντα τεντωμένο, ακόμα και όταν τεντώνεται πολλές φορές το αρχικό μήκος του. Αυτό συμβαίνει επειδή κάθε κομμάτι από το χαλαρό νήμα αμέσως κουβαριάζεται μέσα στα μικροσκοπικά σταγονίδια της υδαρούς κόλλας που περιβάλλει τις αραχνοΰφαντες ίνες.

Οι ερευνητές μελέτησαν τις λεπτομέρειες της τεχνικής – την οποία αποκαλούν «liquid wire» («υγρό σύρμα») – και την χρησιμοποίησαν για να δημιουργήσουν συνθετική ίνα, η οποία, όπως ακριβώς και στην αράχνη, εκτείνεται ως στέρεα και συμπιέζεται σαν υγρό.

«Τα χιλιάδες μικροσκοπικά σταγονίδια κόλλας που καλύπτουν τον ιστό της αράχνης κάνουν πολύ περισσότερα από το να λειτουργεί ως κόλλα. Παραδόξως, κάθε σταγόνα ασκεί δύναμη ικανή για να τυλίξει τα χαλαρά κομμάτια του νήματος. Και η συμπεριφορά αυτή χρησιμοποιείται με εξαιρετικό αποτέλεσμα για να κρατήσει τα νήματα σφιχτά ανά πάσα ώρα και στιγμή, όπως όλοι μπορούμε να παρατηρήσουμε και δοκιμάσουμε με τους ιστούς στην αυλή μας», δήλωσε ο Fritz Vollrath από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης.

Οι ιδιότητες αυτές φαίνεται να στηρίζονται σε μια λεπτή ισορροπία μεταξύ της ελαστικότητας των ινών και την επιφανειακή τάση των σταγονιδίων. Είναι σημαντικό ότι η ομάδα ήταν σε θέση να αναδημιουργήσει αυτή την τεχνική στο εργαστήριο χρησιμοποιώντας σταγονίδια λαδιού και πλαστικό νήμα. Αυτό το τεχνητό σύστημα συμπεριφέρθηκε ακριβώς όπως ο φυσικός ιστός της αράχνης, ως ένα καρούλι νήματος που τυλίγεται και ξετυλίγεται μέσα στο σταγονίδιο του λαδιού.

Αυτές οι νέες ιδέες μπορεί να οδηγήσουν σε νέες βιοτεχνολογίες. Ο δρ. Hervé Elettro, από το «Pierre et Marie Curie», δήλωσε: «Το μετάξι της αράχνης είναι γνωστό ως ένα αξιοσημείωτο υλικό για περίπου 40 χρόνια, αλλά εξακολουθεί ακόμα και σήμερα να μας εκπλήσσει. Ενώ ο ιστός είναι απλά μιας υψηλής τεχνολογίας παγίδα από την πλευρά της αράχνης, οι ιδιότητές του έχουν να προσφέρουν πολλά στον κόσμο των υλικών, της μηχανικής και της ιατρικής».

«Τα βιο-εμπνευσμένα υβριδικά μας νήματα θα μπορούσαν να κατασκευαστούν από σχεδόν οποιαδήποτε συστατικά. Τα νέα αυτά δεδομένα θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών», τόνισε ο δρ. Hervé Elettro.

(902.gr)