Новые свойства паутины могут быть использованы для искусственных мышц

Не секрет, что паутина является одним из самых поразительных природных материалов. Она легкая и эластичная, при этом прочная, как сталь, и тверже кевлара. А недавно ученые открыли еще одну странную способность. Группа специалистов из MIT обнаружила, что при воздействии определенного уровня влажности паутина внезапно сжимается и скручивается, что делает ее пригодной для создания искусственных мышц.

Изучая эту реакцию на влажность, исследователи подвешивали груз на нити паутины в качестве самодельного маятника, а затем увеличивали влажность в камере. К их удивлению, маятник начал вращаться, как только влажность достигла определенного уровня.

Чтобы выяснить, как происходит это скручивание, команда исследовала паутину в лаборатории и создала компьютерные модели ее молекулярного состава. Виновником оказалась аминокислота пролин, которая содержится в ключевом белке паутины под названием MaSp2. Было обнаружено, что молекулы воды разрывают некоторые из ее водородных связей неравномерным образом, вызывая вращательное движение.

Команда также обнаружила, что вращение происходит только в одном направлении и начинается тогда, когда относительная влажность достигает примерно 70%. Хотя ученые еще не совсем поняли, зачем пауку нужны волокна, которые скручиваются во влажном состоянии, но для них существует множество полезных применений в робототехнике и других устройствах.

«Уникальное свойство паутины подвергаться сверхсжиманию и проявлять скручивающее поведение в ответ на изменение внешних условий, таких как влажность, может быть использовано для создания чувствительных материалов, которые можно точно настроить на наноуровне, — говорит Анна Тараканова, автор исследования. — Потенциальные области применения разнообразны: от мягких роботов и управляемых влажностью датчиков до интеллектуальных тканей и генераторов экологически чистой энергии».