Hartmut Kronenberger & Katrin Kronenberger (Universität Oxford) Wissenschaftler sind seit langem daran interessiert, das Potenzial von Spinnenseide auszuschöpfen. Es ist leicht, flexibel und superstark und hat bereits Anwendung in den verschiedensten Bereichen gefunden kugelsichere Textilien Zu chirurgische Nähte und biomedizinische Implantate .
Es könnte auch möglich sein, zu verstehen, wie Spinnen auf natürliche Weise solch dünne Fasern produzieren zu neuen Fortschritten in der Fertigung führen und Materialwissenschaften, da Forscher danach streben, verbesserte Polymerfasern für Verbundwerkstoffe zu entwickeln.
Viele Spinnen produzieren Seidenfäden mehrere Mikrometer dick - aber einige können Fasern produzieren, die noch dünner sind.
Die Gartencenter-Spinne, Uloborus plumipes , ist eine sogenannte Cribellate-Spinne.
Diese relativ kleine, ungiftige Spinne kommt häufig in Gewächshäusern in ganz Großbritannien vor und hat eine sogenannte Spinne Kamm - eine Art Seidenspinnorgan, bestehend aus einer oder zwei Platten, die mit dicht gepackten Düsen (oder Zapfen) bedeckt sind. In den an diesen Düsen angebrachten Drüsen wird Seide produziert.
Dieses Organ ermöglicht die Uloborus um ultrafeine Filamente herzustellen, die im Nanobereich messen. Es bedeutet auch, dass statt nasser Seide, die mit einer leimähnlichen Substanz versetzt ist, eine völlig trockene Seide entsteht.
Der Uloborus 'Seide und wurde als flauschig und wollartig beschrieben. Es wird auch angenommen, dass dies durch den Spinnvorgang verursacht wird elektrisch geladen – eine Funktion, die die Klebrigkeit verbessern könnte.
Um die Geheimnisse hinter diesem komplexen Nanofaser-Produktionsprozess zu lüften, haben Zoologen der Universität Oxford im Vereinigten Königreich gearbeitet fotografierte und Videos vom Seidenspinnen der Spinnen in Aktion. Sie untersuchten den Prozess auch mit drei verschiedenen Mikroskopietechniken und richteten dabei besonderes Augenmerk auf das Cribellum.
Sie haben den Prozess im Journal beschrieben Biologiebriefe .
' Uloborus verfügt über einzigartige Kribellardrüsen, die zu den kleinsten Seidendrüsen aller Spinnen gehören, und diese produzieren die ultrafeine „Fangwolle“, sagte Hauptautorin Katrin Kronenberger in einem Pressemitteilung .
Der als Seidenspinnstoff bekannte Rohstoff wird durch enge Kanäle in winzige Spinndüsen oder Zapfen geleitet. sagte Kronenberger .
Doch anstatt sich – wie bei anderen untersuchten Spinnsystemen – innerhalb der Kanäle vorab zu Filamenten zu formen, bleiben die von den Gartencenterspinnen erzeugten Fäden in flüssiger Form und verfestigen sich erst kurz bevor sie aus der Düse austreten.
Wenn Tausende von nanoskaligen Filamenten aus jeder der dicht gepackten Düsen austreten, zieht die Spinne heftig an ihnen, um einen einzelnen Faden zu erzeugen, der elektrisch aufgeladen wird, wenn er durch kammartige Haare an den Beinen der Spinnen verläuft.
„Die extreme Dünnheit jedes Filaments, zusätzlich zu den beim Spinnen aufgebrachten Ladungen, sorgt dafür.“ Van der Waals Adhäsion. Und das macht diese Hauche ungemein klebrig“, sagte Co-Autor Fritz Vollrath ein Statement .
„Die Untersuchung dieser Spinne liefert uns wertvolle Erkenntnisse darüber, wie sie nanoskalige Filamente erzeugt“, sagte Professor Vollrath.
„Wenn wir den tollen Trick des Elektrospinnens von Nanofasern reproduzieren könnten, könnten wir den Weg für eine äußerst vielseitige und effiziente neue Art der Polymerverarbeitungstechnologie ebnen.“
QUELLE: smithsonian.com