Amazing Spider Silk Überrascht immer wieder Wissenschaftler

Jennifer OuelletteJust nowFiled: spider silk

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Phononen FTW

Wir wissen bereits, dass die Spinnenseide ist so etwas wie ein Wunder material, aber die Wissenschaftler sind noch zu entdecken, noch mehr tolle Dinge, die Sie tun können. Ein internationales team von Forschern hat gefunden, dass Spinnenseide Aktien eine nützliche Eigenschaft mit Halbleiter—außer statt der Ausnutzung dieser zu manipulieren Elektronen, es kann verwendet werden, um zu manipulieren, Schall und Wärme.

Wie beschrieben in ein neues paper in Nature Materials, Spinnenseide kann verhindern, dass bestimmte Hilfe von Quasiteilchen der sound (“Phononen”), abhängig von Ihrer Frequenz, die gleichen Weise, die Halbleiter können verhindern, dass bestimmte Elektronen. “Es gibt eine Reihe von Frequenzen, die nicht erlaubt sind, Sie zu verbreiten,” co-Autor Edwin Thomas von der Rice University, sagte in einer Erklärung. “Wenn Sie die broadcast-sound bei einer bestimmten Frequenz, und es gehe nicht in das material.”

Es ist bekannt als eine band, die Lücke, und es ist, was können Wissenschaftler effektiv “optimieren” Materialien mit dieser Eigenschaft für bestimmte Anwendungen. Photonische Kristalle—Opale sind ein natürlich vorkommendes Beispiel—Vorgehensweise für die Lichtwellen. Phononic Kristalle tun das gleiche für den sound, aber dies ist das erste mal, dass jemand gefunden hat, wie eine band Lücke in dieser Art von material.

“Wenn Sie die broadcast-sound bei einer bestimmten Frequenz, und es gehe nicht in das material.”

Spinnenseide ist stark wie Stahl und dehnbar wie Gummi, auf einer Gewicht-zu-Gewicht basis. Das ist, warum es inspiriert viele synthetische Materialien imitiert die Eigenschaften wie Kevlar und nylon. Plus, Spinnennetz ist klebrig (der besser zu fangen ahnungslose Beute), hat Natürliche antimikrobielle Eigenschaften und ist sowohl hypoallergen und biologisch abbaubar.

Die raffinierte Eigenschaften ergeben sich aus Spinnenseide, die komplizierte Kristalline Struktur. Es sind die starren Schichten zu halten Sie die Seide zusammen, weiche Bereiche, es zu halten, flexibel, und in diesen weichen Flächen, Orte, die es ermöglichen, die Seide zu dehnen. Zwei Proteine, die Reich an der Aminosäure Alanin sind eingebettet in eine gallertartige polymer-make-up der Faser, obwohl eine andere Aminosäure, Glycin, macht bis zu 70 Prozent des Materials. Eines der beiden Proteine hat eine sehr geordnete Struktur, während der andere hat eine weniger geordnete Struktur. Diese Spannung zwischen Ordnung und Unordnung gibt die Seide Ihre Festigkeit und Dehnung.

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Spinnen können auch dann Sinn, wenn eine web beschädigt ist, oder wenn die Beute gefangen wird, über Schwingungen, die auf Reisen durch das web, wie Schallwellen durch die Luft zu bewegen. Anscheinend können Sie unterscheiden zwischen verschiedenen Frequenzen, weil der Seide ist ungewöhnlich Dämpfungsvermögen.

Wenn Thomas et al. untersucht die Mikrostruktur der Seide, Sie fanden heraus, dass stretching oder Entspannung die leiser-Ketten, die eine Verbindung der härter protein-Kristalle ändert sich auch das material der akustischen Eigenschaften. Sie konnte auch die Kontrolle der position der Bandlücke, einfach durch verändern der Dehnung in der Seide. Spinnenseide kann noch optimiert werden um außergewöhnliche thermische Eigenschaften.

“Phononic Kristalle geben Ihnen die Möglichkeit zu manipulieren, Schallwellen, und wenn man sound, klein genug, und bei genügend hohen Frequenzen, Sie reden über die Hitze,” Thomas erklärte. “Wärmestrom auf diese Weise und nicht so, oder es so machen, es nicht fließen kann überhaupt bedeutet, du drehst ein material in einem thermischen Isolator, der nicht vor.”

Wenn Wissenschaftler können zu replizieren, die Kristalline Mikrostruktur, macht Seide so besonders, könnte es übersetzen in alle Arten von interessanten Anwendungen für die neuen synthetischen Materialien—Wellenleiter, zum Beispiel, oder Materialien, dämpfen Geräusche oder Dämmung.

[Die Natur-Materialien]