Až příště uvidíte v lese pavučinu, pomyslete: je tak silná, že jedno vlákno silné jako dospělý by odolalo tryskovému letadlu! Vědci dlouhou dobu bojovali, aby tuto hádanku vyřešili, a nakonec odhalili tajemství: ukázalo se, že šlo o jedinečnou strukturu pavoučí lapací sítě.
Aby vědci zjistili, proč jsou pavučiny pětkrát silnější než ocel, studovali vlákna, která produkuje jedovatý pavouk Loxosceles reclusa, aby vytvořili lapací sítě a nádoby na vejce. Po uštknutí tímto pavoukem s neuvěřitelně dlouhýma nohama se u člověka vyvine loxoscelismus - zánět a poté gangrénové strupy z umírající tkáně v místě kousnutí. Vědci pečlivě prozkoumali pavučinu pomocí atomového mikroskopu a objevili jednu překvapivou okolnost. To, co pouhé oko potřebuje pro nejtenčí nit (která je asi 1000krát tenčí než lidský vlas), je ve skutečnosti husté „lano“utkané ze stovek nanovláken. Průměr jednoho takového vlákna je 20 ppm milimetru. Jako moderní kabelykaždé vlákno pásu sestává z paralelních nanostruktur o délce alespoň 1 mikron.
Není to příliš dlouhé vlákno, že? Může se to na první pohled zdát. Podíváme-li se však na strukturu na mikroúrovni, ukázalo se, že délka takového vlákna může překročit jeho šířku asi 50krát - a vědci věří, že se mohou protáhnout ještě více.
Nanovlákna v přírodě: tajemství síly
Myšlenka, že web se skládá z nanovláken, není nová a byla mnohokrát diskutována ve vědecké komunitě. Vědci však dosud nebyli schopni poskytnout důkazy o tom, že nanoskopická vlákna tvoří celou síť, a nikoli její jednotlivé části. V tomto případě se jedinečné vlastnosti webu Loxosceles reclusa staly „tajnou zbraní“vědců. Pokud většina pavouků roztočí válcová vlákna, pak je jejich síť ve skutečnosti plochá, jako páska - to usnadnilo studium pod silným mikroskopem.
Nový objev navazuje na ještě dřívější práci, kterou tým zveřejnil před rokem. Poté vědci zjistili, že L. reclusa (nazývají se také „pavouci hnědého poustevníka“) posilují ploché nitě pomocí speciální techniky tkaní. Jako živý šicí stroj spouští pavouk asi 20 mikro smyček do každého milimetru pásu. Tyto „stehy“posilují lepkavou síťku a dodávají jí neuvěřitelnou sílu. Vědci tvrdí, že i když se tvar nití a techniky tkaní jiných pavouků liší, nový objev by mohl být výchozím bodem pro studium přírodních vláken, která produkují jiné druhy.
Propagační video:
Závěr
Pro lidstvo je tato informace nesmírně důležitá - když víme, jak příroda vytváří super silná a velmi lehká vlákna, my sami budeme schopni vytvořit jejich syntetické protějšky. Umělé pavučiny by byly užitečné všude, od vojenského a lékařského průmyslu po běžné textilie. Nyní je však extrémně obtížné znovu vytvořit takové vlákno v průmyslovém měřítku a nikdo v tom neuspěl (ačkoli před pár lety byly takové pokusy). Vědci doufají, že další výzkum dříve či později pomůže dát jeden z nejsložitějších a neobvyklých materiálů na světě lidstvu.
Vasily Makarov