تار عنکبوت
تار عنکبوت از پروتئین رشته‌ای فیبروئین ساخته شده‌است. این پروتئین از آمینو اسیدهای آلانین و گلیسین، سرشار است. بیشتر رشته‌های پلی پپتیدی سازندهٔ این پروتئین، به صورت صفحات بتا آرایش یافته‌اند. این صفحات در زمینه‌ای از رشته‌های آمینو اسید به صورت صفحات آلفا جای گرفته‌اند. مارپیچ‌های آلفا با بی نظمی زیادی به هم پیچیده‌اند و همین بی نظمی باعث خاصیت کش سانی تار می‌شود. یکی از ویژگی‌های جالب تار عنکبوت این است که مقدار زیادی نمک و مواد ضد باکتری و ضد قارچ دارد که در برابر حملهٔ باکتری‌ها و قارچ‌ها از آن محافظت می‌کند.
عنکبوت از آب به عنوان حلال پروتئین ابریشم خود استفاده می‌کند. در عنکبوت مجاری تار ریسی وجود دارند. در بخش ابتدای هر مجرا، غده‌های ترشحی وجود دارند که پروتئین سازندهٔ تار را ترشح می‌کنند. در این قسمت ملکول‌های پروتئین در حلال آب غوطه ورند و حالت بلور مایع دارند. در بخش دوم مجرا، پمپ‌های پروتون، فعالانه یون‌های H+ را به درون مجرا ترشح و آن جارا اسیدی می‌کنند در این محیط، از خاصیت آب دوستی بلور مایع کاسته می‌شود. در نتیجه، ملکول‌های آب از ابریشم تار جدا و به کمک پمپ Na+/K+ATPase از مجرا برداشته می‌شوند. مجرای تارریسی در انتهای خود باریک تر می‌شود. در نتیجهٔ نیرویی که از عقب و دیوارهٔ مجرا به بلور مایع وارد می‌شود، این بلور شکل رشته مانندی به خود می‌گیرد و با برداشت ملکول‌های آب حالت جامد تری پیدا می‌کنند. بخش بعدی مجرا نقش مرکز کنترل کیفیت را دارد و در صورتی که پیوستگی تار مشکل داشته باشد، آن را بر طرف می‌کند. بخش انتهایی مجرا، محل خروج تار ریسیده شده‌است. چون در این بخش، تار حالت جامد تری به خود می‌گیرد، غده‌های ویژه‌ای مواد لغزنده کننده‌ای را به سطح داخلی مجراترشح می‌کنند تا خروج تار تسهیل شود.
تار عنکبوت از فولاد محکم تر است. با وجود این، در مقایسه با فولاد بسیار سبک و انعطاف پذیر است. از این رو برخی آن را فولاد زنده نامیده‌اند. این فولاد آن قدر محکم است که می‌توان از آن توری ساخت. و با آن یک بوئینگ ۷۴۷ را متوقف کرد و در عین حال، آن قدر سبک و انعطاف پذیر است که می‌توان از آن لباس تهیه کرد. بنابر این، کاربردهای آن در پزشکی و صنعت زیاد است.
به دلیل محکمی و در عین حال انعطاف پذیری، می‌توان از آن برای تهیهٔ نخ جراحی، زردپی و رباط مصنوعی و دستکش‌های جراحی بهره برد. تار عنکبوت نقش ضد عفونی کننده و پانسمانی نیز دارد. زیرا عنکبوت برای حفاظت تار پروتئینی خود در برابر باکتری و قارچ‌ها، تارش را به مواد ضد باکتری و ضد قارچ آغشته می‌کند. از این رو می‌توان از آن برای پانسمان زخم استفاده کرد.
کاربرد در صنعت
- تولید طناب‌های بسیار محکم برای کوهنوردی، چتر نجات
- تولید تورهای ماهیگیری محکم
- تولید لباس غواصی مقاوم در برابر کوسه‌ها
- تولید لباس ضد گلوله
· دانشمندان همچنين دريافته‌اند که فيبرهاي ابريشم عنکبوت‌ها از دو جزء اصلي آمورف نرم و سخت بلوري تشکيل شده‌اند. ...
· به گزارش ایسنا؛ عنکبوت ها تار ابريشمي را براي استفاده در تارهاي خود و همچنين آويزان کردن خود از آن مي تنند.
· دانشمندان بر اين باور هستند که دليل اين استحکام باورنکردني در ترکيب منحصر به فرد آن از يک ماده چسبنده و لزج بي شکل و يک ماده سخت بلورين نهفته است.
· اين مواد به صورت جداگانه از تاثير زيادي برخوردار نيستند اما وقتي با هم ترکيب مي شوند به توليد تار ابريشمي با قدرتي چند منظوره منجر مي شوند.
· در اين پژوهش که توسط محققان موسسه علوم نظري هايدلبرگ در آلمان انجام شده به معماري فيبرهاي ابريشمي از سطوح بالاي اتمي نگاه شده است.
· محققان اطلاعات جديدي در مورد ساختار مولکولي به دست آوردند که زمينه ساز ويژگي هاي شگفت انگيز مکانيکي مواد طبيعي هستند.
· به گفته اين دانشمندان، فيبرهاي ابريشمي از خصوصيات جالب مکانيکي برخوردارند. آنها از استحکامي برابر با استيل برخوردارند.
· دانشمندان همچنين دريافته اند که فيبرهاي ابريشم عنکبوت ها از دو جزء اصلي آمورف نرم و سخت بلوري تشکيل شده اند.
· دانشمندان براي دستيابي به درک بهتر از کارايي اين فيبرها يک روش محاسباتي بالا به پايين چند بعدي را اجرا کردند كه از سطح اتم هاي سازنده زيرواحدهاي آمورف و بلوري آغاز شده بود و محققان به تشريح همکاري هاي اين اجزاي اصلي پرداختند.
· محققان از هر دو شبيه سازي مولكولي براي مطالعه زيرواحدهاي تک و جفت و شبيه سازي المان محدود براي يک مدل فيبر جامع استفاده کردند.
· آنها دريافتند که زيرواحدهاي آمورف نرم مسوول کشش ابريشم بوده و همچنين به توزيع فشار کمک مي کند.
· حداکثر سختي ابريشم نيازمند ميزان مشخصي از زيرواحدهاي بلوري بوده و به شيوه اي که زيرواحدها در فيبر توزيع شده اند بستگي دارد.