بررسی حالت چرخشی تار عنکبوت‌ها

 

مجله علمی ایلیاد ‌- محققان در مطالعات اخیر خود دریافتند، زمانی که عنکبوت تارش را می‌پیچاند، تا حدودی این تار حالت ارتجاعی و انعطاف‌پذیری می‌یابد. این مسئله باعث می‌شود که این عنکبوت‌های صخره‌نورد، کنترل خود را در مسیرشان حفظ کنند. این پژوهش، که در مجله‌ی Applied Physics Letters در ماه ژوئیه‌ی ۲۰۱۷ منتشر شد، نشان می‌دهد که تار عنکبوت بر خلاف موی انسان، سیم فلزی و فیبر، زمانی که عنکبوت برای جلوگیری از تاب‌خوردن و چرخیدن، آن‌را می‌پیچاند، حالت ارتجاعی به‌خود می‌گیرد.

«دابیائو لیو»، از دانشگاه علوم و تکنولوژی هواژونگ، اظهار داشت: «تار عنکبوت نسبت به دیگر مواد رایج، تفاوت‌های بسیاری دارد. ما متوجه شدیم که رشته‌ی تاری که از تارهای بافته شده آویزان بود، به سختی پیچیده می‌شود و ما می‌خواهیم علت آن‌را بدانیم.» عنکبوت‌ها از این تک رشته تار، برای لبه‌ی بیرونی شبکه‌ی تارها و تارهای متصل‌‌شونده به مرکز و همچنین برای رسیدن بر روی زمین استفاده می‌کنند.

محققان از آونگ پیچشی برای بررسی این تک رشته‌ی تار در دو گونه عنکبوت گردباف استفاده کردند و اقدام به جمع‌آوری لایه‌های تار تولید شده توسط عنکبوت‌ها کردند. سپس این لایه‌ها را در دستگاهی با دو شوینده قرار دادند که شرایطی مشابه درون بدن عنکبوت ایجاد کنند. سیلندر مورد نظر، لایه‌های تار را از محیط بیرون محافظت می‌کرد و رطوبت اطراف آن‌را در سطح ثابتی نگه می‌داشت. محققان از صفحه‌ی گردانی برای پیچاندن تار عنکبوت مورد استفاده قرار دادند و همزمان دوربینی با سرعت فریم بالا از حرکات تار تصویربرداری می‌کرد.

محققان دریافتند تار زمانی که پیچانده می‌شود، ۷۵ درصد انرژی پتانسیل خود را از دست داده و نوسان آن به سرعت کند می‌شود. وقتی که فرآیند پیچاندن تمام می‌شود، تار به‌جای خود برمی‌گردد. محققان این نظریه را ارائه دادند که راز ارتجاعی‌بودن تار در ساختار پیچیده‌ی آن نهفته است. ساختار تار به این صورت است که هسته‌ی آن از چندین تارچه از جنس آمینواسیدهای منظم، درون پوسته است که دیگر تارچه‌ها از آمینواسیدهای نامنظم تشکیل شده‌اند.

وی این‌طور خاتمه داد: «هنوز راه زیادی در این پروژه باقی است. تار عنکبوت دارای خصوصیت‌هایی است که ما نمی‌توانیم آن‌ها را تولید کنیم که این مسئله به‌خودی خود بسیار شگفت‌انگیز است.»

 

نوشته: امی والاس
ترجمه: رضا کاظمی - مجله علمی ایلیاد