Клей паука или как создаются адгезионные средства

Клей паука или как создаются адгезионные средства

Кто из обывателей когда-нибудь задумывался на тот счёт, отчего краска отслаивается от стены в условиях высокой влажности? Поверхностная влага проникает между слоем краски и поверхностью стены, нарушая образование адгезионной связи. В этом и кроется причина дефекта. Преодоление эффектов межфазной воды является главной задачей разработчиков современных адгезийных средств. Чтобы найти решение, исследователи Университета Акрона  решили исследовать один из самых крепких природных материалов – шелковистую нить паука.

Крепчайший материал – нить паука

Липкий клей, который покрывает шелковые нитки паутинных полотен, представляет собой гидрогель. То есть суспензию, содержащую воду.

Фактически, липкий клей, используемый пауками в процессе строительства сетей, является одним из самых эффективных биологических клейких средств, известных в природе.

Но каким образом клей пауков способен оставаться липким в среде, где высокий уровень влажности? Именно этот вопрос стал предметом исследования аспирантов Университета Акрона.

Учёные специализируются на эмуляции биологических форм, процессов, узоров и систем для решения технических задач.

Очередной работой стала попытка изучить секрет успеха обычного клея-паука (Larinioides cornutus) и выяснить, как это вещество достигает хорошей адгезии в условиях высокой влажности.

Исследователям пришлось задействовать орб паука, установить шар на сапфировый субстрат и затем исследовать с помощью комбинации чувствительной инфракрасной спектроскопии.

Как выяснилось, клей состоит из трех элементов:

  1. Двух специализированных гликопротеинов.
  2. Коллекции органических и неорганических соединений с низкой молекулярной массой (LMMC).
  3. Воды.

Коллекции LMMC гигроскопичны (привлекают воду) за счёт чего клей и остаётся мягким и липким.

Также учёным удалось обнаружить действие гликопротеинов на поверхности как первичных связующих веществ. Клеи на основе гликопротеина были идентифицированы в нескольких других биологических клеях. Их в частности содержат:

  •  грибы,
  • диатомовые водоросли,
  • морские звезды,
  • рыба-колюшка,
  • английский плющ.

Кажется, найден рецепт уникального клея

Выполняя дальнейшие исследования, учёные определили, что взаимодействием гликопротеинов и LMMC регулируется качество произведенного клея. При этом поддерживаются соответствующие пропорции, варьирующиеся по видам.

Тем самым оптимизируется адгезионная прочность в соответствии с относительной влажностью среды обитания пауков. Так удалось найти рецепт уникального клея. Дело за производством.


На основе информации: University of Akron