سر القوة المذهلة لخيوط العنكبوت!

تقوم العناكب بزيادة قوة شبكتها عن طريق سحب خيوطها باستخدام أرجلها الخلفية، هذه هي نتائج محاكاة أجريت في الولايات المتحدة. وقد تأكد العلماء من ذلك تجريبيا.

وكان الباحثون يهتمون على مدى عشرات الأعوام بخيوط العنكبوت بسبب خصائصها المدهشة. فهي أقوى من الفولاذ، وأكثر مقاومة من الكيفلار، ومرنة مثل المطاط.

وقال جاكوب غراهام، أحد مؤلفي الدراسة: "إن خيوط العنكبوت هي أقوى الألياف العضوية، وهي قابلة للتحلل البيولوجي. لذلك، فهي مادة مثالية لاستخدامها في الأغراض الطبية. ويمكن استخدامها في الغرز الجراحية والمواد الهلامية اللاصقة لإغلاق الجروح."

إقرأ المزيد

الروبوت العنكبوت.. ابتكار ثوري يغزل هيكله عند الطلب

ومع ذلك، فإن تربية العناكب من أجل خيوطها أمر معقد وغير رابح، لذا يسعى العلماء إلى إعادة إنتاجها في المختبر.

يعمل العلماء منذ عدة سنوات على تطوير ميكروبات لإنتاج مواد تشبه خيوط العنكبوت. وقد تم إنتاج ألياف صناعية قريبة في خصائصها من خيوط عنكبوت الذهبي الدائري، المعروف بخيوطه القوية جدا.

وعلى الرغم من تطوير وصفة لخيوط العنكبوت، ظل من غير الواضح كيف تؤثر عملية الغزل على بنية الألياف وقوتها. وقام جاكوب غراهام ومشرفه البروفيسور سينان كيتن من جامعة "واشنطن" الأمريكية ببناء نموذج حاسوبي لمحاكاة الديناميكيات الجزيئية في خيوط العنكبوت الاصطناعية.

وساعد هذا النموذج في التأكد من أن عملية الشد تجعل البروتينات تصطف في خطوط، مما يزيد من القوة الكلية للألياف. كما تبين أن الشد يزيد من عدد الروابط الهيدروجينية، التي تعمل كجسور بين سلاسل البروتينات، مما يعزز القوة الكلية، والمقاومة، والمرونة للألياف.

قال غراهام: "بعد عملية إخراج الألياف، تكون خصائصها الميكانيكية ضعيفة جدا. ولكن عندما يتم شدها إلى ستة أضعاف طولها الأصلي، تصبح قوية جدا."

وسابقا اعتبر غراهام العناكب مجرد كائنات مزعجة، ولكنه الآن يرى فيها إمكانات واعدة لحل مشاكل حقيقية حيث يمكن أن تكون خيوط العنكبوت الاصطناعية بديلا ممتازا للمواد الاصطناعية الأخرى التي يتم إنتاجها بشكل أساسي من مشتقات النفط.

المصدر: Naukatv.ru