ویژگی عجیب تار عنکبوت
خاصیت عجیب تارهای عنکبوت برای ساخت عضلات مصنوعی
مجله علمی ایلیاد - همهی ما بهخوبی میدانیم که تارهای ابریشمی عنکبوت یکی از موارد باور نکردنی موجود در طبیعت است. این تارهای نازک که به اندازهی فولاد قوی و محکمتر از آن هستند؛ تواناییهای عجیب و غریبی دارند که دانشمندان به تازگی موفق به کشفشان شدهاند. یک گروه متشکل از دانشمندان مختلف دریافتند هنگامی که این تارها در معرض سطح خاصی از رطوبت قرار میگیرند، بهطور ناگهانی منقبض شده و همین ویژگی میتواند آنها را به مادهی مفیدی برای تولید عضلات مصنوعی تبدیل نماید.
اگرچه دانشمندان قبلاً میدانستند که ابریشم تارهای عنکبوت در مواجهه با رطوبت منقبض میشود. اما این انقباض فوقالعاده زیاد در واکنش به رطوبت برای حفظ فیبرها در شبنم صبحگاهی بسیار موثر خواهد بود. علاوه بر این، این الیاف محکم، خاصیت ارتعاشی زیادی دارند؛ بنابراین عنکبوت به سرعت صدای حشرهای را که در تارهایش گرفتار شده خواهد شنید.
گروهی که بر روی این موضوع کار میکند، متوجه شده که این تارها در واکنش به رطوبت، نه تنها منقبض میشوند، بلکه پیچ هم میخورند. محققان وزنهای را همانند یک پاندول معلق از تارها آویزان کردند و با تعجب مشاهده کردند که وقتی رطوبت به سطح خاصی رسید، پاندول شروع به چرخیدن کرد. برای اینکه مشخص شود تار عنکبوت چگونه این کار را انجام میدهد، گروه به آزمایش این تارها در آزمایشگاه پرداخت و مدلهای کامپیوتری آرایش مولکولی آنرا طراحی کرد. عامل اصلی این پیچخوردگی یک اسید آمینه بهنام «پرولین» است که در پروتئین اصلی تارهای ابریشمی عنکبوت بهنام «MaSp2» یافت میشود. وقتی که تارها مرطوب میشوند، مولکولهای آب بعضی از پیوندهای هیدروژنی آنرا به روش ناصافی درهم میشکنند که باعث ایجاد حالت چرخشی در تارها میشود.
علاوه بر این، گروه دریافت که چرخش تنها در یک جهت اتفاق میافتد و تنها زمانی شروع میشود که رطوبت نسبی به چیزی در حدود ۷۰ درصد برسد. در حالی که دانشمندان هنوز مطمئن نیستند چرا عنکبوت باید به الیافی نیاز داشته باشد که در هنگام رطوبت پیچ و تاب بردارند، اما میدانند که این تارها برای بسیاری از برنامههای رباتیک و یا دستگاههای دیگر مفید خواهند بود.
«آناتا تاراکانوا» نویسندهی این مطالعه، میگوید: «تمایل منحصربهفرد ابریشم برای منقبض شدن و رفتار پیچشی آن در پاسخ به عوامل خارجی مانند رطوبت میتواند برای طراحی مواد ابریشمی در مقیاس نانو نظیر رباتها و حسگرهای کوچک تحریکشونده از طریق رطوبت، پارچههای هوشمند و ژنراتورهای انرژی سبز مفید باشد.
نوشته: NewAtlas
ترجمه: سهیلا دوستپژوه – مجله علمی ایلیاد