De laatste keer dat je een spin van het plafond zag vallen op een lijn zijde, het daalde waarschijnlijk gracieus op zijn dragline in plaats van ongecontroleerd rond te draaien, omdat spinrag een ongewoon vermogen heeft om torsiekrachten te weerstaan.

In een nieuwe krant die deze week verschijnt in Technische Natuurkunde Brieven , onderzoekers uit China en het VK toonden aan dat, in tegenstelling tot mensenhaar, metaaldraden of synthetische vezels, spinzijde geeft gedeeltelijk mee als het wordt gedraaid. Deze eigenschap verdrijft snel de energie die anders een opgewonden spin aan het uiteinde van zijn zijde zou laten draaien.

"Spinnenzijde is heel anders dan andere, meer conventionele materialen, " zei Dabiao Liu van de Huazhong University of Science and Technology. "We merken dat de dragline van het web nauwelijks draait, dus we willen weten waarom."

Een beter begrip van hoe spinnenzijde bestand is tegen spinnen, zou kunnen leiden tot biomimetische vezels die deze eigenschappen nabootsen voor meerdere mogelijke toepassingen, zoals in vioolsnaren, reddingsladders voor helikopters en parachutekoorden. "Als we zouden begrijpen hoe spinnenzijde dit voor elkaar krijgt, dan kunnen we misschien de eigenschappen in onze eigen synthetische touwen opnemen, " zei David Dunstan van de Queen Mary University in Londen.

Spinnen gebruiken draglinezijde voor de buitenrand en spaken van hun web, en als reddingslijn bij het op de grond vallen. Het materiaal heeft wetenschappers geïntrigeerd vanwege zijn ongelooflijke kracht, rekbaarheid en vermogen om warmte te geleiden, maar weinig onderzoek heeft zich gericht op de torsie-eigenschappen - hoe het reageert op draaien.

Onderzoekers gebruikten een torsieslinger, hetzelfde instrument dat Henry Cavendish gebruikte om de aarde te wegen in de jaren 1790, om dragline-zijde te onderzoeken van twee soorten gouden zijdebolwevers. Ze verzamelden strengen zijde van spinnen in gevangenschap en hingen de strengen in een cilinder met aan het uiteinde twee ringen om een ​​spin na te bootsen. De cilinder isoleerde de zijde van omgevingsstoringen en hield de streng op een constante vochtigheid, omdat water ervoor kan zorgen dat de vezels samentrekken. Een draaiende draaitafel draaide de zijde terwijl een hogesnelheidscamera de heen en weer oscillaties van de zijde gedurende honderden cycli registreerde.

In tegenstelling tot synthetische vezels en metalen, spinzijde vervormt enigszins wanneer het wordt gedraaid, die meer dan 75 procent van zijn potentiële energie vrijgeeft, en de oscillaties vertragen snel. Na het draaien, de zijde springt gedeeltelijk terug.

Het team vermoedt dat dit ongewone gedrag verband houdt met de complexe fysieke structuur van de zijde, bestaande uit een kern van meerdere fibrillen in een huid. Elke fibril heeft segmenten van aminozuren in georganiseerde vellen en andere in ongestructureerde lusketens. Ze stellen voor dat torsie ervoor zorgt dat de lakens uitrekken als elastiek, en vervormen de waterstofbruggen die de ketens verbinden, die vervormen als plastic. De platen kunnen hun oorspronkelijke vorm terugkrijgen, maar de kettingen blijven gedeeltelijk vervormd. De slinger vertoont deze verandering met verminderde omvang van de oscillaties van de zijde, evenals een verschuiving van het evenwichtspunt van de oscillatie.

De groep gaat verder onderzoeken hoe spinrag op deze manier reageert op draaien en bekijkt ook hoe het zijn stijfheid behoudt tijdens torsie, welk effect vochtigheid heeft en in welke mate lucht helpt bij het afvoeren van de energie. "Er is nog veel werk nodig, "zei Dunstan. "Deze spinzijde vertoont een eigenschap waarvan we gewoon niet weten hoe we die zelf moeten creëren, en dat is fascinerend."