Científicos Desenredados Telaraña Pegajosidad

{h1}

Los investigadores están tratando de descubrir las propiedades de la sustancia parecida al pegamento que las arañas depositan a lo largo de los anillos de seda en sus redes que dan a la tela su adherencia.

Este artículo de Detrás de las escenas se proporcionó a WordsSideKick.com en colaboración con la National Science Foundation.

Ali Dhinojwala y Vasav Sahni se consideran científicos de materiales, no biólogos. Estudian superficies, fricción y adherencia. Sin embargo, han descubierto que comprender cómo la naturaleza hace que las cosas se atasquen a veces significa acercarse a las criaturas responsables.

Cuando reconocieron, por ejemplo, la adherencia de la seda de araña, "pensamos que no habría nada más sexy que trabajar en esta área", dijo Sahni. "Poco me di cuenta de que trabajar con seda de araña significaba trabajar con arañas también. Arañas grandes y aterradoras".

Hacer muestras nuevas "involucraba trabajar con telas de araña recién hiladas en las que la araña estaría esperando su presa", agregó. "Luego me informaron que las arañas con las que trabajo no son venenosas, lo que me calmó un poco".
Cualquier persona que entre en contacto directo con una tela de araña sabe lo pegajosa que es, el resultado de una sustancia similar a un pegamento que la araña produce de una de las glándulas en su estómago. Pero, hasta hace poco, los científicos no entendían cómo se comportaba el pegamento.
Dhinojwala, profesor y director del departamento de ciencia de polímeros de la Universidad de Akron en Ohio, y Sahni, candidato a doctorado allí, se unió a Todd Blackledge, profesor de biología, para tratar de descubrir las propiedades de la sustancia microscópica que orbita Las arañas tejedoras depositan a lo largo de los anillos redondos de seda que giran como parte de sus telas. Esas gotas, tres veces más delgadas que el diámetro de un solo cabello, capturan las moscas y otros insectos que las arañas comen.
"No es sólo la pegajosidad", dijo Dhinojwala. "Queríamos entender mejor la adherencia: ¿qué tan elástica es? ¿Qué tan elástica es? El objetivo no era determinar de qué estaba hecho, sino cómo se comporta y por qué es tan pegajoso".
Las gotas están compuestas de polímeros altamente enredados, que están reticulados física o químicamente y transmiten fuerzas de manera muy eficiente. Bajo un microscopio, los investigadores tomaron gotas individuales de pegamento mientras medían su comportamiento de extensión de fuerza, lo que no es fácil de usar con una pequeña sonda.
Descubrieron que el material era viscoso y elástico, valiosas propiedades para atrapar insectos entrantes que vuelan rápido, y para mantener a las víctimas atrapadas el tiempo suficiente para que la araña las domine y devore.
La consistencia del material no es del todo líquida, ni como la miel, ni siquiera como la masilla tonta. "Se siente como un chicle", dijo Dhinojwala. "Simplemente sigue estirando y estirando".
También es resistente al agua, una característica útil ya que las arañas trabajan en condiciones húmedas, incluida la lluvia. De hecho, el material pierde su pegajosidad sin humedad, "a diferencia de la cinta adhesiva, que ya no es pegajosa una vez que se le pone agua", dijo Dhinojwala. "Este pegamento necesita agua para estar pegajoso".
Los investigadores esperan que los datos tengan importantes aplicaciones prácticas en el desarrollo de nuevos bioadhesivos, particularmente en vendajes y otros productos que deben conservar su adherencia cuando entran en contacto con el agua. "A veces quieres que tus vendajes funcionen bajo el agua", dijo Dhinojwala. "Además, hay muchas veces que queremos colocar cosas debajo del agua. El agua siempre es un problema con los adhesivos. Pero esto puede mantenerse debajo del agua".
Los investigadores estudiaron solo arañas tejedoras de orbes, que se encuentran comúnmente en árboles y pastos. Como su nombre sugiere, hacen girar una red similar a una esfera, es decir, una red en forma de círculo, con radios y anillos.
Las arañas usan diferentes glándulas en sus estómagos para segregar proteínas que forman la red. El hilo de los radios, que proporciona la fuerza de la red, proviene de una glándula conocida como la ampolla principal. Cada araña tiene dos de estos.
"Ese hilo es bien conocido por su fuerza", dijo Dhinojwala. "Soporta mucho peso. Por el peso, la seda es más fuerte que el acero".
Sahni recuerda el día en que los investigadores intentaron encontrar algo sintético que pudiera compararse con las propiedades de la seda de araña. "No hace falta decir que fallamos", dijo.
Los círculos, donde se deposita el pegamento, provienen de la glándula ampolla menor. Cada araña tiene dos de estos también.
"El material se llama seda espiral y su propósito es atrapar insectos, por lo que es pegajoso", dijo Dhinojwala. "Si miras la seda en espiral bajo un microscopio, verás estas pequeñas gotas: el pegamento". Las gotas provienen de otra glándula, conocida como glándula agregada. Cada araña tiene cuatro de estos.
Una vez que Sahni superó su miedo, se fue de excursión a cazar arañas para los experimentos. "Los viajes de campo para cazar arañas para llevar a nuestro laboratorio, ir a las reservas naturales, etc. fue algo a lo que yo, un no biólogo, nunca fui expuesto y, por lo tanto, lo disfruté mucho", dijo.
"Cuando Vasav llegó aquí, no tenía ni idea de que estaría trabajando con arañas", agregó Dhinojwala. "Vino a trabajar con polímeros. Tenía mucho miedo a las arañas, nunca las tocó ni las manipuló. Su instinto era huir. Ahora pasa por debajo del puente y las atrapa. Es un tipo curioso y su curiosidad superó su miedo ".
Esencialmente, las arañas tejieron sus redes en una caja en el laboratorio "y recolectamos las muestras", dijo Dhinojwala."Pusimos la tela de araña en una placa de vidrio y usamos una pequeña sonda para empujarla y medir la fuerza necesaria para arrancarla. Probamos la fuerza y ​​la elasticidad, no solo su poder de adherencia, sino también su elasticidad y elasticidad. fue, lo que es crítico para la adherencia, y el quid principal de la comprensión de la adhesión ".
La National Science Foundation financió el trabajo y los hallazgos aparecieron recientemente en la revista Nature Communications.
Dhinojwala y sus colegas siempre han estado interesados ​​en cómo la naturaleza produce sus propios adhesivos. Ha estudiado cómo el lagarto gecko puede adherirse a las superficies sin ninguna sustancia similar al pegamento, y actualmente está creando material sintético inspirado en su investigación de gecko. "Diseñamos cintas sin pegamento basadas en lo que aprendimos de los geckos", dijo.
"Lo que hace la araña es la evolución en su máxima expresión", agregó. "Han sobrevivido utilizando la naturaleza de manera efectiva. Cuanto más aprendemos de cómo la naturaleza usa estos materiales, mejor será nuestra posición para aprovechar esto y diseñar cosas basadas en lo que aprendemos".
Sahni está de acuerdo. "Nosotros, los no biólogos, nos sentimos totalmente emocionados incluso ahora cuando vemos a una araña tejiendo una red, o cuando vemos que atrapa a su presa", dijo. "Este interés y fascinación por este campo nos impulsa a preguntar por qué y cómo se hace con todo".
Lea más sobre el proyecto y vea una presentación de diapositivas de audio sobre el trabajo aquí.

  • Paso misterioso en la fabricación de la seda de araña revelada
  • Galería de imágenes: arañas espeluznantes
  • Itsy Bitsy Spider's Web 10 veces más fuerte que Kevlar

Nota del editor: Esta investigación fue apoyada por la National Science Foundation (NSF), la agencia federal encargada de financiar la investigación básica y la educación en todos los campos de la ciencia y la ingeniería. Todas las opiniones, hallazgos y conclusiones o recomendaciones expresadas en este material son las del autor y no necesariamente reflejan los puntos de vista de la National Science Foundation. Ver el archivo detrás de las escenas.


Suplemento De Vídeo: .




Investigación


Oculus Rift: 5 Usos De La Realidad Virtual Más Allá Del Juego
Oculus Rift: 5 Usos De La Realidad Virtual Más Allá Del Juego

Juguete Robótico 'Leka' Diseñado Para Niños Con Autismo
Juguete Robótico 'Leka' Diseñado Para Niños Con Autismo

Noticias De Ciencia


Hechos Sobre El Neodimio
Hechos Sobre El Neodimio

32 Marsopas Muertos Preocupan A Los Expertos En Vida Silvestre
32 Marsopas Muertos Preocupan A Los Expertos En Vida Silvestre

¿El Cuerpo Humano Se Reemplaza Realmente Cada 7 Años?
¿El Cuerpo Humano Se Reemplaza Realmente Cada 7 Años?

Avión Supersónico Envía Ondas De Choque Que Se Ondulan A Través Del Sol (Foto)
Avión Supersónico Envía Ondas De Choque Que Se Ondulan A Través Del Sol (Foto)

Ignorar Los Malos Consejos: Todos Los Niños Necesitan Un Examen De Autismo (Op-Ed)
Ignorar Los Malos Consejos: Todos Los Niños Necesitan Un Examen De Autismo (Op-Ed)


ES.WordsSideKick.com
Reservados Todos Los Derechos!
La Reproducción De Cualquier Permitió Sólo Prostanovkoy Enlace Activo Al Sitio ES.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ES.WordsSideKick.com