Данный новый способ не только усиливает более ранние способы создания синтетического шелка паука, поскольку это не требует высоких энергетических процедур либо широкого применения вредных растворителей, но это имело возможность значительно улучшить способы создания синтетических волокон всех видов, поскольку другие типы синтетических волокон кроме этого надеются на высокоэнергетические, токсичные способы. О итогах информируют в издании Proceedings Национальной академии наук.Шелк паука – один из самых сильных материалов природы, и ученые пробовали подражать ее особенностям для диапазона заявлений с разными степенями успеха. «Мы должны все же всецело воссоздать элегантность, с которой пауки прядут шелк», сообщил соавтор врач Дэршил Шах от Отдела Кембриджа Архитектуры.
Волокна, созданные Кембриджской командой, «прядут» от жидкого материала, названного гидрогелем, что есть 98%-й водой. Остающиеся 2% гидрогеля сделаны из целлюлозы и кварца, обоих конечно дешёвых материалов, скрепляемых в сети бочкообразными молекулярными «наручниками», известными как cucurbiturils.
Химические сотрудничества между разными компонентами разрешают долгим волокнам быть вынутыми из геля.Волокна вынимают из гидрогеля, формируя продолжительные, очень узкие нити – пара миллионных частей метра в диаметре.
Приблизительно по окончании 30 секунд вода испаряется, оставляя волокно, которое и прочно и эластично.«Не смотря на то, что отечественные волокна не так прочны как самые прочные шелка паука, они смогут поддержать упрочнения в диапазоне 100 – 150 megapascals, что подобен вторым синтетическим и натуральным шелкам», сообщил Шах. «Но отечественные волокна нетоксичные и значительно менее энергоемкие, дабы сделать».
Волокна способны к самосборке при комнатной температуре и скрепляются надмолекулярной химией хозяина-гостя, которая надеется на силы не считая ковалентных связей, где атомы разделяют электроны.«В то время, когда Вы смотрите на эти волокна, Вы видите последовательность разных сил, скрепляющих их в разных весах», сообщил Ючэо Ву, студент врача философии в Отделе Кембриджа Химии, и ведущий создатель газеты. «Это похоже на иерархию, которая ведет к сложной комбинации особенностей».
Прочность волокон превышает прочность вторых синтетических волокон, таких как основанная на целлюлозе искусственные шелка и вискоза, и натуральные волокна, такие как человек либо шерсть животных.В дополнение к его силе волокна кроме этого показывают весьма высоко заглушающую свойство, означая, что они смогут поглотить солидные суммы энергии, аналогичной шнуру пружинного типа. Имеется весьма мало синтетических волокон, у которых имеется эта свойство, но высокое демпфирование – одна из особых изюминок шелка паука. Исследователи нашли, что свойство демпфирования в некоторых случаях кроме того превысила свойство натуральных шелков.
«Мы считаем, что данный способ создания волокон мог быть стабильной альтернативой текущим производственным способам», сообщил Шах. Исследователи собираются исследовать химию волокон потом, включая создание пряжи и плетших волокон.
Это изучение – итог сотрудничества между Лабораторией Мелвилла для Синтеза Полимера в Отделе Химии, во главе с доктором наук Ореном Шерменом; и Центр Естественных Значительных Инноваций в Отделе Архитектуры, во главе с врачом Майклом Рамаджем. У этих двух групп имеется обоюдный интерес к естественным и вдохновленным природой материалам, их заявлениям и процессам через дисциплины и различные весы.
Изучение поддержано английским Научным советом Технических Физики и наук (EPSRC) и Leverhulme Trust.