Denk de volgende keer dat je een spinneweb in het bos ziet: zo sterk dat zo'n draad zo dik als een volwassene een straalvliegtuig zou kunnen weerstaan! Wetenschappers hebben lang gevochten om dit raadsel op te lossen en hebben uiteindelijk het geheim onthuld: het bleek dat het allemaal ging om de unieke structuur van het vangnet van de spin.
Om erachter te komen waarom spinnenwebben vijf keer sterker zijn dan staal, bestudeerden wetenschappers de draden die de giftige spin Loxosceles reclusa produceert om vangnetten en containers voor eieren te maken. Wanneer een persoon wordt gebeten door deze spin met ongelooflijk lange benen, ontwikkelt een persoon loxoscellisme - een ontsteking en vervolgens gangreenkorsten van afstervend weefsel op de plaats van de beet. De onderzoekers onderzochten het spinnenweb zorgvuldig met een atomaire microscoop en ontdekten één verrassend feit. Wat het blote oog nodig heeft voor een enkele dunste draad (ongeveer 1000 keer dunner dan een mensenhaar) is eigenlijk een dicht "touw" geweven van honderden nanovezels. De diameter van een dergelijke vezel is 20 ppm van een millimeter. Net als moderne kabels,elke streng van het web bestaat uit parallelle nanostructuren met een lengte van minimaal 1 micron.
Geen erg lange vezel, toch? Op het eerste gezicht lijkt het misschien zo. Kijken we echter naar de structuur op microniveau, dan blijkt dat de lengte van zo'n vezel zo'n 50 keer groter kan zijn dan de breedte - en de onderzoekers hebben er vertrouwen in dat ze nog meer kunnen uitrekken.
Nanovezels in de natuur: het geheim van kracht
Het idee dat het web is samengesteld uit nanovezels is niet nieuw en is al vaak besproken in de wetenschappelijke gemeenschap. Tot nu toe hebben onderzoekers echter geen bewijs kunnen leveren dat nanoscopische filamenten het hele web vormen, en niet de afzonderlijke onderdelen ervan. In dit geval zijn de unieke eigenschappen van het Loxosceles reclusa-web het "geheime wapen" van wetenschappers geworden. Als de meeste spinnen cilindrische draden spinnen, is het web hiervan in feite plat, zoals een lint - dit maakte het gemakkelijker om onder een krachtige microscoop te bestuderen.
De nieuwe ontdekking bouwt voort op zelfs eerder werk dat het team een jaar geleden plaatste. Toen ontdekten wetenschappers dat L. reclusa (ze worden ook wel "bruine heremietspinnen" genoemd) de platte draden versterken met behulp van een speciale weeftechniek. Als een levende naaimachine weeft de spin ongeveer 20 microlussen in elke millimeter van het web. Deze "steken" versterken het kleverige vangnet en geven het een ongelooflijke sterkte. De onderzoekers zeggen dat zelfs als de vorm van de draden en de weeftechnieken van andere spinnen anders zijn, de nieuwe ontdekking een startpunt zou kunnen zijn voor het bestuderen van de natuurlijke vezels die andere soorten produceren.
Promotie video:
Gevolgtrekking
Voor de mensheid is deze informatie buitengewoon belangrijk - wetende hoe de natuur supersterke en zeer lichte draden creëert, zullen wij zelf in staat zijn om hun synthetische tegenhangers te creëren. Kunstmatige spinnenwebben zouden overal nuttig zijn, van de militaire en medische industrie tot gewoon textiel. Nu is het echter buitengewoon moeilijk om dergelijke vezels op industriële schaal opnieuw te maken, en niemand is hierin geslaagd (hoewel er een paar jaar geleden dergelijke pogingen waren). Wetenschappers hopen dat verder onderzoek vroeg of laat zal helpen om een van de meest complexe en ongebruikelijke materialen ter wereld in dienst te stellen van de mensheid.
Vasily Makarov
