Исследователи, изучающие крибеллятных аранеоморфных пауков, обнаружили уникальную гребенчатую структуру, которая может помочь снабдить будущее оборудование, используемое для манипулирования нановолоконами. С нановолокнами было трудно обращаться в лабораторных условиях, поскольку они могут прилипать к оборудованию, которым пытаются ими манипулировать, но новое исследование, опубликованное в журнале ACS Applied Nanomaterials, показывает, как пауки могут помочь нам создать инструменты, исключающие прилипание, для таких случаев.
Крибеллятные пауки названы так из-за их уникальной анатомии, позволяющей плести паутину. У большинства пауков есть паутинные бородавки, которые они используют, чтобы произвести единственную нить, в то время как крибеллятные пауки перед ними имеют небольшой крибеллюм. Этот орган действует как пластинка со множеством маленьких чуть приподнятых выступов, каждый из которых производит очень тонкую шёлковую нить толщиной всего в несколько нанометров. Затем пауки вычёсывают эти тонкие волокна, используя структуру каламиструма на своих ногах, производя шёлк с шерстистой текстурой. Этот шёлк «шерстистой» структуры захватывает добычу паука, но каким-то образом сами пауки в собственные сети не попадают.
Нановолокна сегодня являются горячей областью исследований, но одна из трудностей в работе с ними заключается в том, что они обычно прилипают к оборудованию, которым ими манипулируют. Ведущая исследовательница Анна-Кристин Джоэл из Рейнско-Вестфальского технического университета г. Ахена и её коллеги задались вопросом, можно ли найти решение этой неприятной проблемы с помощью исследования анатомии не попадающих в свои же сети пауков.
Определив щетинистый гребень каламиструма как ключевую особенность прядильных способностей пауков, учёные решили посмотреть, что произойдёт, если этот гребень удалить. Они заметили, что у шелковисто-гладких пауков, не имеющих каламиструмов, вскоре на ногах начали скапливаться нановолокна. При более внимательном рассмотрении каламиструма было обнаружено, что поверхность гребня покрыта мелкой рябью, похожей на отпечатки пальцев, которая препятствуют контакту микроволокон с поверхностью гребня.
Они решили попытаться воспроизвести аналогичную поверхность, выжигая лазером паттерны, подобные тем, которые можно увидеть на гребне каламиструма, на металлизированный ПЭТ (полиэтилентерефталат), который затем покрыли золотом. При тестировании этого материала на его свойства, препятствующие прилипанию, искусственный гребень показал почти такой же высокий результат, как и лапки пауков.
Пока что антиадгезионные поверхности всё ещё совершенствуются, но мы надеемся, что это открытие сможет поспособствовать нахождению решения для обработки липких синтетических наноматериалов и нановолокон, что значительно облегчит будущие исследования и инновации.
Перевод: Елена Королёва.
Редактор: Екатерина Хананова, автор блога "Анкотир: О науке и научных открытиях".
Дизайн: Алиса Панченко.
