Superpajęczyna z grafenem lub nanorurkami węglowymi

Ponieważ grafen to jeden z najwytrzymalszych materiałów sztucznych, a pajęczy jedwab jest jednym z najwytrzymalszych materiałów naturalnych, zespół Nicoli Pugny z Uniwersytetu w Trydencie postanowił sprawdzić, co wyjdzie z ich połączenia.

Włosi schwytali 5 pająków z rodziny nasosznikowatych (Pholcidae) i spryskali je wodną dyspersją cząstek grafenu o średnicy 200-300 nm. Kolejnych 10 pająków spryskano mieszanką wody i nanorurek węglowych.

Choć część pająków wytwarzała jedwab gorszej jakości, u innych odnotowano dużą poprawę. Najlepsze włókna pochodziły od pająków potraktowanych nanorurkami. Były one ok. 3,5 razy bardziej wytrzymałe niż najlepszy z niemodyfikowanych jedwabi, przędziony przez Caerostris darwini.

Naukowcy zaobserwowali znaczącą poprawę właściwości mechanicznych: odporności na kruche pękanie, współczynnika sprężystości podłużnej i współczynnika twardości.

Włosi nie wiedzą, jak grafen i nanorurki węglowe dostały się do jedwabiu. Niewykluczone, że pokryły nić z wierzchu, ale Pugno nie sądzi, by to wystarczyło do tak dużej poprawy parametrów. Zamiast tego naukowiec przekonuje, że pająki "zgarniają" materiały ze swojego otoczenia i wplatają je w nić podczas przędzenia.

Wzmocnienie nici zbiera, niestety, swoje żniwo. Cztery pająki padły bowiem krótko po spryskaniu.

Na razie trudno powiedzieć, jak dałoby się wykorzystać nowy rodzaj materiału, ale Pugno dywaguje o wielkich sieciach nadających do chwytania spadających samolotów.

W kolejnym etapie studium akademicy chcą zbadać inne sposoby produkowania bionicznych materiałów. Wspominają m.in. o podawaniu różnych substancji jedwabnikom morwowym (Bombyx mori).

pająk nanosznikowate nanorurki węglowe grafen nić jedwab właściwości mechaniczne Nicola Pugno