Hoe kunnen spinnen recht omhoog - en zelfs ondersteboven - over zoveel verschillende soorten oppervlakken lopen? Het beantwoorden van deze vraag zou nieuwe mogelijkheden kunnen bieden voor het creëren van krachtige, maar omkeerbaar, bio-geïnspireerde lijmen. Wetenschappers hebben de afgelopen decennia gewerkt om spinvoeten beter te begrijpen. Nutsvoorzieningen, een nieuwe studie in Grenzen in de werktuigbouwkunde is de eerste die aantoont dat de kenmerken van de haarachtige structuren die de klevende voeten van één soort vormen - de zwervende spin Cupiennius salei -variabeler zijn dan eerder werd gedacht.

"Toen we met de experimenten begonnen, we verwachtten een specifieke hoek met de beste hechting en vergelijkbare hechtingseigenschappen te vinden voor alle individuele aanhechtingsharen, " zegt de groepsleider van het onderzoek, Dr. Clemens Schaber van de Universiteit van Kiel in Duitsland. "Maar verrassend genoeg de adhesiekrachten verschilden sterk tussen de individuele haren, bijv. één haar hechtte het beste onder een lage hoek met het substraat, terwijl de andere het beste presteerde in de buurt van loodrecht."

De poten van deze spinsoort bestaan ​​uit bijna 2, 400 kleine haartjes of 'setae' (een honderdste van een millimeter dik). Schaber, en zijn collega's Bastian Poerschke en Stanislav Gorb, een monster van deze haren verzameld en vervolgens gemeten hoe goed ze hechtten aan een reeks ruwe en gladde oppervlakken, inclusief glas. Ze keken ook hoe goed de haren presteerden bij verschillende contacthoeken.

Verschillende soorten haar werken samen

Onverwacht, elk haar vertoonde unieke hechtende eigenschappen. Toen het team de haren onder een krachtige microscoop bekeek, ze ontdekten ook dat ze allemaal duidelijk verschillende - en voorheen niet-herkende - structurele arrangementen vertoonden. Het team is van mening dat deze variëteit de sleutel kan zijn tot hoe spinnen zoveel soorten oppervlakken kunnen beklimmen.

Dit huidige werk bestudeerde slechts een klein aantal van de duizenden haren op elke voet, en het valt buiten het bestek van bestaande bronnen om te overwegen ze allemaal te bestuderen. Maar het team verwacht dat niet alle haren uniek zijn, en dat het misschien mogelijk is om in plaats daarvan clusters of herhalende patronen te vinden.

Bio-geïnspireerde toepassingen mogelijk

"Hoewel het nog steeds erg moeilijk is om nanostructuren zoals die van de spin te fabriceren - en vooral om de stabiliteit en betrouwbaarheid van de natuurlijke materialen te bereiken - kunnen onze bevindingen bestaande modellen voor omkeerbare en residuvrije kunstmatige kleefstoffen verder optimaliseren, ", zegt Schaber. "Het principe van verschillende vormen en uitlijningen van adhesieve contacten zoals gevonden in het spinbevestigingssysteem kan het hechtingsvermogen van bio-geïnspireerde materialen op een breed scala aan substraten met verschillende eigenschappen verbeteren."