Пауки научили людей плести сверхпрочные нити

Возможно, пауков нельзя назвать привлекательными созданиями, но их творение – паутина – вызывает не только восхищение своей геометрической правильностью, но и своими уникальными свойствами – прочностью и эластичностью. 

Паутинный шёлк вырабатывается особыми железами, расположенными в задней части брюшка паука. Существует не менее 7 типов паутинных желез, производящих разные нити, но ни у одного из известных видов пауков не встречаются все семь типов сразу. Обычно у него от одной до четырёх этих пар. Структура паутины идеально отработана за сотни тысяч лет эволюции. Её нить тоньше человеческого волоса, а удельная (то есть пересчитанная на единицу массы) прочность на разрыв выше, чем у стали в 5 или 6 раз! Согласно расчётам учёных она смогла бы остановить даже авиалайнер, если бы имела толщину карандаша.

Естественно, что человечество, копируя многие из конструкторских находок природы, никак не могло оставить без внимания такой процесс, как прядение паутины. В конце концов, у них получилось произвести столь же прочные материалы, к примеру, полиакрилонитрил, но по своей структуре, конечно, это не тончайшие нити паутины.

Не останавливаясь, учёные продолжили исследования. И вот в Университете штата Юта гены членистоногих добавили в ДНК козы, в результате паутину можно отфильтровывать из молока. В 2011 году голландские учёные соединили искусственную кожу с паутиной, полученной из молока генетически измененных коз, и создали пуленепробиваемую ткань. В ходе экспериментов материал отразил пули калибра 5,56.

И не так давно новость пришла из итальянского Университета Тренто, где учёные подкармливали пауков водой, содержащей углеродные нанотрубки или пластинки графена. В результате подобной диеты паутина продемонстрировала прочность в 10 раз выше естественной, что на сегодня считается высочайшей прочностью среди волокон. Ценность данной идеи в том, по словам итальянцев, что открывается путь к применению естественного и эффективного процесса по использованию самих пауков для производства упрочнённого бионического шёлкового волокна. Более того, такой процесс естественного армирования биологических структурных материалов может использоваться и с другими животными и растениями, приводя к появлению инновационного класса веществ – бионических композитов.