Учёные раскрыли секреты заряженной нанопаутины

Исследователи из Оксфордского университета изучили, каким образом пауку-улобориду, проживающему в садах Великобритании, удаётся плести невероятно длинные и крепкие волокна толщиной в несколько нанометров. Большинство пауков скручивают шёлковые нити в несколько микрометров толщиной, однако необыкновенный Uloborus plumipes может создавать нанонити.

Группа исследователей из Оксфордского университета, возглавленная Катрин Кроненбергер (Katrin Kronenberger) и Фритцем Воллратом (Fritz Vollrath), постаралась разобраться в процессе. Заинтересованность учёных понятна, они и сами хотели бы наладить коммерческое производство нановолокон.

Вместо того чтобы использовать липкие капли клея для захвата добычи, улоборид использует более древнюю технику – сухой захват, при котором электрический заряд устремляет путы навстречу жертве (к слову, подобным методом охоты пользуются и некоторые другие виды).

Чтобы раскрыть секреты нановолокон, учёные собрали взрослых самок улоборидов в садах Гемпшира (Великобритания). Они изучили фото и видео того, как пауки прядут свои сети, а также использовали три различных метода микроскопии, чтобы изучить генерирующие шёлк органы животного.

Особый интерес исследователи проявили к крибеллюму (cribellum) — древнейшему прядильному органу, который отсутствует у многих видов пауков. Он состоит из одной или двух пластин, плотно покрытых тысячами крошечных протоков (диаметром несколько нанометров), выводящих шёлк.

"Улобориды – обладатели уникальной крибеллюмовой железы, которая гораздо меньше, чем у любого другого известного вида паука. И именно это позволяет им производить ультратонкие нити, способные захватывать добычу, – рассказывает доктор Кроненбергер. – Сырьё пропускается через невероятно узкие и длинные каналы на уникальные вращающиеся трубочки".

Размер трубочек составляет в среднем около 500 нанометров в длину, а узких втулочек — около 50 нанометров.

"С этих втулок выходят тысячи нитей, которые затем собираются в одну, – рассказывает Воллрат. – Животное затем как будто расчёсывает волокно своими задними лапками, заряжая его при этом статическим электричеством. Каждая нить за счёт своей невероятной тонкости и полученного заряда становится липкой, благодаря Ван-дер-Ваальсовым силам. Изучение этого паука даст нам ценную информацию о природном производстве нанонитей. Если мы сможем произвести этот ловкий трюк в лаборатории, мы сможем получить универсальный и эффективный новый способ переработки полимеров".

Обычно синтетические полимерные волокна получают путём экструзии горячего расплава: такие волокна имеют диаметр более 10 микрометров. Однако изучение необычного вида членистоногих позволит производить более прочные и длинные волокна, уверены исследователи.

Научная статья о производстве нанонитей необычного паука была опубликована в журнале Biology Letters.