Spindlar spinner elektriskt laddat siden för att göra klibbiga nät

Hartmut Kronenberger & Katrin Kronenberger (Oxford universitet)

Forskare har länge varit intresserade av att utnyttja potentialen hos spindelsilke. Den är lätt, flexibel och superstark och har redan hittat tillämpningar inom allt från skottsäkra textilier till kirurgiska stygn och biomedicinska implantat .

Att förstå hur spindlar naturligt producerar så tunna fibrer skulle också kunna leda till nya framsteg inom tillverkningen och materialvetenskap, eftersom forskare strävar efter att utveckla förbättrade polymerfibrer för kompositer.

Många spindlar producerar sidentrådar som är flera mikrometer tjock – men vissa kan producera fibrer som är ännu tunnare.

Trädgårdscentrets spindel, Uloborus plumipes , är vad som kallas en cribellate spindel.

Denna relativt lilla, icke-giftiga spindel finns vanligen i växthus runt om i Storbritannien och har vad som kallas en hårkam - en typ av silkesspinningsorgan, bestående av en eller två plattor täckta med tätt packade munstycken (eller tappar). Silke produceras inuti körtlarna som är fästa vid dessa munstycken.

Detta organ tillåter Uloborus att producera ultrafina filament som mäter på nanoskalan. Det betyder också att det istället för att spinna vått silke, spetsat med en limliknande substans, ger ett silke som är helt torrt.

De Uloborus ' siden och har beskrivits som fluffig och ullliknande. Man tror också att spinningsprocessen gör att det blir det elektriskt laddade - en funktion som kan förbättra dess klibbighet.

För att upptäcka hemligheterna bakom denna komplexa nanofiberproduktionsprocess, zoologer från Oxford University i Storbritannien tog fotografier och videor av spindlarnas silkespinning i aktion. De undersökte också processen med hjälp av tre olika mikroskopitekniker, med stor uppmärksamhet åt cribellum.

De har beskrivit processen i journalen Biologi bokstäver .

' Uloborus har unika cribellar körtlar, bland de minsta sidenkörtlarna av någon spindel, och det är dessa som ger den ultrafina 'fångande ullen', sa huvudförfattaren Katrin Kronenberger i en pressmeddelande .

Råmaterialet, känt som silkesdope, leds genom smala kanaler till små snurrande munstycken eller tappar, sa Kronenberger .

Men snarare än att förformas till filament inuti kanalerna - som andra spinningsystem som har undersökts - förblir trådarna som skapas av trädgårdscentrets spindlar i flytande form och stelnar bara precis innan de kommer ut ur munstycket.

När tusentals filament i nanoskala dyker upp från vart och ett av de tätt packade munstyckena, drar spindeln våldsamt i dem för att skapa en enda tråd, som blir elektriskt laddad när den passerar genom kamliknande hårstrån på spindlarnas ben.

'Den extrema tunnheten av varje glödtråd, utöver de laddningar som appliceras under spinning, ger Van der Waals adhesion. Och detta gör dessa puffar oerhört klibbiga, sa medförfattaren Fritz Vollrath i ett påstående .

'Att studera den här spindeln ger oss värdefulla insikter om hur den skapar filament i nanoskala', sa professor Vollrath.

'Om vi ​​kunde återskapa dess snygga trick med elektrospinning av nanofibrer skulle vi kunna bana väg för en mycket mångsidig och effektiv ny typ av polymerbearbetningsteknik.'

KÄLLA: Smithsonian.com

Populära Kategorier: Människor , Plats , Samhälle , Okategoriserad , Åsikt , Natur , Hälsa , Förklarare , Miljö , Tech ,

Om Oss

Publicering Av Oberoende, Beprövade Fakta Om Rapporter Om Hälsa, Rymd, Natur, Teknik Och Miljö.