Паутина крепче стали

По легенде, у Людовика XIV и Наполеона были перчатки, сделанные из паутины, а стареющей британской королеве Виктории китайское посольство преподнесло целую мантию из такого материала. Трудно сказать, насколько этим утверждениям можно верить, и какую долю в этих тканях на деле составляла паучья нить, но смысл во всём этом есть, сообщает Газета. В подходящих условиях паутинка может выдержать натяжение, в несколько раз большее, чем максимальное натяжение стальной нити того же диаметра, будучи при том в несколько раз легче. Например, паутинка толщиной в 1 мм должна, по идее, удерживать человека; как тут не порадоваться, что пауки не плетут такой паутины.

Эластичность, прочность и лёгкость паутины заставляют многих инженеров мечтать о создании подобного ей синтетического материала – или хотя бы научиться производить натуральную паутину в промышленных масштабах. Более того, такие опыты есть: выведены козы, в ДНК которых есть гены паучьей паутины, а в молоке оказывается большое количество таких белков – правда, в не сплетённой в нить форме.

Теперь группа немецких физиков и химиков под руководством Ли Сын Мо из Института физики микроструктур имени Макса Планка показала, что паутину можно сделать ещё крепче и эластичнее.

Супернить толщиной в 1 мм сможет выдержать уже с полтонны, она растягивается в полтора-два раза и обладает почти той же плотностью. Технология такой обработки описана в статье, опубликованной в последнем номере Science.

Учёные попробовали получить очередное подтверждение гипотезе, что свою силу особо прочные биологические материалы – зубная эмаль, клешни, элементы скелета, жала некоторых организмов – черпают из сравнительно небольших неорганических включений в белковой матрице. Вместо того, чтобы строить бесконечные графики корреляции параметров прочности с количеством металла в белке, Ли Сын Мо и его коллеги решили напрямую сравнить, как будет отличаться паучья нить, в которой мало металла, от паучьей нити, в которой его много.

Паутинку учёные добыли при помощи паука рода Araneus, наматывая её на медную скрепку. Аранеусы – близкие родственники знакомого нам всем паука-крестовика, в их число входит и он сам. Какой вид аранеусов использовался, не уточняется, но поскольку поймали его физики прямо во дворе своего института в Галле, в центре Европы, вряд ли это был экзотический экземпляр.

Можно было бы подумать, конечно, что лишнюю силу паутине дало внешнее покрытие, однако это не так: за улучшение прочности и эластичности отвечают атомы металла, проникшие в белковую структуру самой паутины.