„Voras“ Šilko Gijos Dirba Kartu, Kad Nepaliestų Interneto

{h1}

Naujų tyrimų duomenys rodo, kad vorų šilko savybės keičiasi atsižvelgiant į patiriamą stresą. Tai galėtų suteikti kai kurių neįtikėtinų savybių. Tyrėjai išsiaiškino, kad esant nedideliam stresui, tokiam kaip vėjo voras, šilkas minkštėja ir ilgėja,

Nauji tyrimai rodo, kad voratinklis stiprėja iš kartu veikiančių šilko gijų ir jų sugebėjimo ištempti, kai patiria stresą.

Laukiniame pasaulyje tinklams reikia kovoti su įvairių tipų stresu: vėjais, kurie vienu metu pučia visą žiniatinklį, ir tokiais daiktais, kaip krentančios medžių šiukšlės ar besikaupiančios klaidos, galinčios pabrėžti tik keletą šilko gijų. Tyrėjai iš Masačusetso technologijos instituto ir Nicola Pugno iš Turino politechnikos universiteto, Italijoje, norėjo išsiaiškinti, kaip voratinklių tinklai išlieka vientisi dėl šių įvairių įtempių.

Vorai, gamindami tinklus, naudoja dviejų rūšių šilką. Nelipnus dralininis šilkas yra naudojamas norint, kad stipinai išsiskirtų iš centro, o lipnus ir elastingas, klampus šilkas pasisuka į išorę apskritimo forma ir yra naudojamas voratinklio grobiui sugauti. Dviejų šilko rūšių struktūros, paskirtis ir savybės yra skirtingos.

„Kelios tyrimų grupės ištyrė sudėtingą, hierarchinę vorų šilko struktūrą ir nuostabų jo stiprumą, išplėtimą ir tvirtumą“, - teigė tyrimo tyrėjas Markusas Buehleris. "Tačiau nors mes suprantame savitą drakoninio šilko elgesį iš" nanoskalės aukštyn "- iš pradžių standus, paskui minkštinantis, paskui vėl sustingdantis, mes mažai supratome, kaip šilko molekulinė struktūra vienareikšmiškai pagerina tinklo savybes."

Streso audiniai

Voratinklio hierarchinė struktūra, pradedant makro masto orb-web ir baigiant mažytėmis vorinių šilko baltymų molekulėmis. Tinklo deformacija sukelia skirtingus mechanizmus keliais masteliais ir lemia lokalų šilko siūlų gedimą, dėl kurio taikoma didžiausia apkrova.

Voratinklio hierarchinė struktūra, pradedant makro masto orb-web ir baigiant mažytėmis vorinių šilko baltymų molekulėmis. Tinklo deformacija sukelia skirtingus mechanizmus keliais masteliais ir lemia lokalų šilko siūlų gedimą, dėl kurio taikoma didžiausia apkrova.

Kreditas: Zina Deretsky, Nacionalinis mokslo fondas, bendradarbiaudama su S. Cranford, G. Bratzel ir M. J. Buehler (visi trys iš Masačusetso technologijos instituto) ir Richardas C. Yu bei Andaluz Yu iš „Green Pacific Biologicals“.

Tyrėjai laboratorijoje ir lauke išbandė natūralų tinklelį, tada panaudojo šiuos duomenis kartu su informacija, gauta iš kitų vorų šilko savybių tyrimų, sudarydami sudėtingą vorų tinklo modelį.

Jie nustatė, kad vorinio šilko unikali molekulinė struktūra atsiskleidžia didėjant tempimo stresui ir sukuria tempimo efektą, kuris yra geras sugaunant grobį. Jis turi keturias atskiras fazes: pradinis, tiesinis vilkimas; ištemptas tempimas, kai išsiskleidžia vorų šilko baltymai; kietėjimo fazė, sugerianti didžiausią jėgą; o tada paskutinė lipni lipni fazė prieš šilkui pasiekiant lūžio tašką.

„Mes padidinome šilko gijų molekulinę elgseną makroskopiniame pasaulyje“, - teigė tyrimo tyrinėtoja Anna Tarakanova. "Tai leido mums ištirti įvairius įkėlimo atvejus žiniatinklyje, bet, kas dar svarbiau, tai taip pat leido mums atsekti ir vizualizuoti, kaip žiniatinklis suskilo ekstremaliomis įkrovimo sąlygomis."

Kai tinklas yra šiek tiek įtemptas, kaip ir esant lengvam vėjui, šilkas pasiekia tik tą vietą, kur jis minkštėja ir plečiasi. Tačiau kai žiniatinklį patiria didelis stresas, ypač kai stresas lokalizuotas vienoje srityje, tyrėjai nustatė, kad kelios sruogos gali nutrūkti, tačiau dėl šios aukos likusi žiniatinklio dalis nepažeista.

Kurkite stipresnį internetą

Voratinklio geometrija mechaniškai deformuotis.

Voratinklio geometrija mechaniškai deformuotis.

Kreditas: S. Cranfordo ir M. J. Buehlerio / MIT simuliacinis paveikslėlis, fotografijos vaizdas - Francesco Tomasinelli ir Emanuele Biggi.

„Inžinerinės konstrukcijos paprastai yra suprojektuotos taip, kad galėtų atlaikyti dideles apkrovas su ribota žala, tačiau sunkiausius sunkumus [pvz., Uragano vėjus] sunkiau atsiskaityti“, - teigė tyrimo tyrėjas Stevenas Cranfordas. "Voras unikaliai išsprendė šią problemą leisdamas paaukotam nariui sugesti per didelę apkrovą".

Tai svarbi savybė, nes jei žiniatinklis atsiskleistų per menkiausią lūžį, voras neturėtų energijos nuolat jį atstatyti.

Žiniatinklio „voras“ tyrėjas Toddas Blackledge'as iš Akrono universiteto Ohajo valstijoje taip pat tiria, kaip internetai susidoroja su stresu, nors šiame tyrime nedalyvavo. „Mano laboratorija koncentruojasi į„ iš viršaus į apačią “metodą, naudodama spartų vaizdo ir materialinių savybių tikrinimo iš šiltų medžiagų tinklus, norėdama įvertinti, kaip energija sugeriama iš orbitinių tinklelių esant„ kietiems “ir„ nesunkiems “smūgiams“, - „Blackledge“ pasakojo „WordsSideKick.com“ tinklalapyje. Elektroninis laiškas. "Padarėme keletą panašių išvadų".

Įžvalgos iš abiejų tyrimų krypčių gali būti naudojamos voratinkliniams šilkams atstatyti raiščiams ir kitoms medicinos ir nanotechnikos reikmėms.

Tyrimas bus paskelbtas žurnalo „Nature“ vasario 2 d. Numeryje.

Galite sekti „WordsSideKick.com“ darbuotojų rašytojos Jennifer Welsh tinkle „Twitter“mikroįvertinimas. Sekite „WordsSideKick.com“, kad gautumėte naujausių mokslo naujienų ir atradimų „Twitter“ @gyvenimų mokslas ir toliau Facebook.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Ar Triceratopsas Yra Viena Ar Trys Rūšys? Tęsiasi Diskusija
Ar Triceratopsas Yra Viena Ar Trys Rūšys? Tęsiasi Diskusija

Azijos Drambliai Ramina Vieni Kitus, Kai Yra Nelaimėje
Azijos Drambliai Ramina Vieni Kitus, Kai Yra Nelaimėje

Mokslas Naujienos


„Jawbone Up24“: „Fitness Tracker“ Apžvalga
„Jawbone Up24“: „Fitness Tracker“ Apžvalga

Kaip Paversti Savo Išmanųjį Telefoną Kosminių Spindulių Detektoriumi
Kaip Paversti Savo Išmanųjį Telefoną Kosminių Spindulių Detektoriumi

Ar Gali Būti Diagnozuotas Cte Smegenų Sutrikimas, Kol Gyvi Futbolininkai?
Ar Gali Būti Diagnozuotas Cte Smegenų Sutrikimas, Kol Gyvi Futbolininkai?

10 Būdų, Kaip Erdvė Bando Jus Nužudyti
10 Būdų, Kaip Erdvė Bando Jus Nužudyti

Antimaterijos Atomas Matuojamas Pirmą Kartą
Antimaterijos Atomas Matuojamas Pirmą Kartą


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com