Các nhà khoa học đã hiểu rõ hơn lý do tại sao tơ nhện trở thành một trong những vật liệu tự nhiên bền bỉ nhất từng được biết đến trong tự nhiên.

Sử dụng một kính hiển vi lực nguyên tử để nghiên cứu các sợi tơ của một con nhện nâu ( Loxosceles reclusa ) các nhà khoa học vật liệu phát hiện rằng ở cấp độ phân tử – mỗi sợi tơ được tạo thành từ hàng nghìn sợi nano (nanostrands) chạy song song với nhau. Họ hy vọng rằng khám phá này sẽ giúp phát triển các vật liệu siêu bền trong tương lai gần, Sciencealeart hôm 27/11 đưa tin.

Mỗi loại nano này được tạo thành từ protein và có đường kính nhỏ hơn một phần chục triệu milimet – tức nhỏ hơn hàng trăm nghìn lần đường kính sợi tóc người, theo các nhà khoa học thuộc trường đại học William and Mary ở Virginia.

“Nhưng những gì chúng tôi tìm thấy thực sự giống một loại cáp nhỏ.”, Hannes Schniepp, một trong những nhóm nghiên cứu nói. 

nhện nâu
Tơ của nhện nâu được sử dụng trong nghiên cứu (Ảnh: Encyclopedia Britannica)

Ý tưởng về nanostrands trong tơ nhện đã được đề xuất trước đây, nhưng đây là lần đầu tiên các nhà khoa học có thể thấy rõ nó hoạt động như thế nào, và ở mức độ nào. Các nhà nghiên cứu đã chọn nhện nâu cho nghiên cứu, bởi vì tơ của nó là phẳng chứ không phải hình trụ.

Mỗi nanostrand dài ít nhất 50 lần khi trải rộng, và một khi bạn sử dụng kỹ thuật liên kết chúng theo một cách đặc biệt mà một phòng thí nghiệm phát hiện hồi năm ngoái , bạn sẽ tạo ra được một vật liệu siêu bền chắc gấp 5 lần thép chịu tải.

Schniepp nói: “Chúng tôi tin rằng bí mật của tơ nhện nâu cơ bản xuất phát từ sợi nano của nó” .

Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng, tơ của các loài nhện khác không được cấu trúc theo cách tương tự, nó được thiết kế đặc biệt cho nhện tìm cách bắt mồi ở mặt đất. Và mặc dù các liên kết giữa các nanostrands rất yếu, nhưng chúng rất mạnh trong một chỉnh thể.

Tơ nhện bền hơn thép gấp 5 lần (Ảnh: Soha)

Dựa trên những phát hiện, nhóm nghiên cứu đã có thể phát triển một mô hình kết cấu giúp tạo ra các vật liệu độc đáo dựa trên các nguyên tắc của tơ nhện nâu – dài, siêu mỏng, phẳng và chắc chắn.

Rất nhiều nghiên cứu đã được tiến hành để tạo ra tơ nhện nhân tạo – cho mọi thứ từ việc làm mũ bảo hiểm cho đến băng y tế để làm lành vết thương – và nghiên cứu mới nhất về nano này sẽ chứng minh chúng rất hữu ích.

Mohan Srinivasarao thuộc Tổ chức Khoa học Quốc gia , cho biết: “Các kết quả được báo cáo cung cấp một đầu mối thú vị cho các tiềm năng thương mại xuất phát từ các sản phẩm nhân tạo bắt nguồn từ nguyên liệu tự nhiên. Việc hiểu được tính chất của tơ nhện nâu ở cấp độ phân tử không chỉ cung cấp thông tin chi tiết về một trong những vật liệu phức tạp nhất nhất trong tự nhiên mà còn có thể cung cấp một lộ trình cho việc thiết kế các vật liệu tổng hợp tiên tiến khác.”

Hoài Anh

CLIP HAY