ユニークなシルクの物理学は、ぶら下がっているクモが激しくねじれるのを防ぎます

2017-07-19
蜘蛛の糸には、蜘蛛が糸の上に降りるときに安定した状態を保つのに役立つ特別な特性があります。_jure / iStock / Thinkstock

顔の前に蜘蛛が飛び込んでいるところを想像してみてください。まず、心配しないでください。すべてが頭の中にあることを忘れないでください。何が見えますか?ひねりを加えることなく、自信を持って一直線に落ちる蜘蛛でしょう。しかし、たとえばひもやデンタルフロスの端に少しおもりを結ぶと、おもりは激しく回転します。では、懸垂下降中にスパイダーが比較的まっすぐにとどまることができるスパイダーシルクの何が特別なのですか?

中国と英国で行われ、Applied Physics Lettersに掲載された新しい研究によると、クモのドラグライン(クモが下がる絹の糸)は、ねじると少し曲がります。銀色の糸はエネルギーを放散し、人間の髪の毛、細いワイヤー、または炭素繊維(研究者がテストした他の材料)から予想される振動を遅くします。そうすれば、クモは、渦巻くバンジージャンパーのようにではなく、岩のように急降下することができます。

スパイダーシルクは、その引張強度で長い間評価されてきました。しかし、そのねじれ特性(またはねじれ応答)をテストするために、研究者は2種類のゴールデンオーブウィーバーから絹のストランドを収集し、それらをシリンダーに吊るし、両端にワッシャーを配置しました。次に、回転するターンテーブルでストランドをねじり、高速度カメラで振動を記録しました。彼らは、絹をねじるとわずかに形が崩れ、位置エネルギーの最大75%が放出され、振動が遅くなることを発見しました。

研究者たちは、この反応は絹の物理的構造に関連していると考えています。これには、弾力性のあるように伸びて元に戻ることができるシート状のアミノ酸が含まれます。湿度も要因である可能性があります。しかし、彼らはまだシルクのねじれ特性がどのように機能するかを完全には確信していません。

今それはクールです

この研究には、人間による応用も含まれる可能性があります。研究者は指摘するクモの糸のねじれ性質の研究は、私たちに微調整のバイオリンの弦を助けるヘリコプターのための簡単に操縦吊りはしごを作成し、パラシュートコードを向上させることができること。

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