Soie d\'araignée

La soie d'araignée de , également connue sous le nom de gaze , est une fibre tournée par les araignées La soie d'araignée est un matériel remarquablement fort. Sa résistance à la traction est comparable à celle de l'acier à haute teneur - selon le la '' nature '' , la soie de dragline d'araignée a une résistance à la traction rudement de 1.3 ; GPa , tandis que listes d'une source une résistance à la traction pour une forme d'acier à 1. Cependant, la soie d'araignée est beaucoup moins dense que l'acier ; sa résistance à la traction au rapport de densité est approximativement cinq fois plus haut que cela de l'acier (c. il de est cinq temps plus forts que l'acier de la même densité - que fort en tant que filaments d'Aramid , tels que le Twaron ou le Kevlar .) En fait, une rive de la soie d'araignée assez longtemps pour entourer la terre pèserait moins que 16 ; Onces (450 de ; g ).

Utilisation

Les araignées emploient normalement leur soie pour faire des structures, pour la protection pour leur progéniture, ou pour la prédation sur d'autres créatures. Elles peuvent également se suspendre using leur soie, normalement pour les mêmes raisons.

L'araignée de trappe de creusera dans le sol et tissera une trappe - comme la structure avec les axes autour de ainsi elle peut dire quand la proie arrive et la prend par surprise.

Soie d'utilisation de beaucoup la petite d'araignées filète pour le montant en ballon . Elles expulsent plusieurs fils dans l'air et se laissent devenir emportés avec les vents ascendants. Bien que la plupart des tours finissent quelques mètres plus tard, il semble être une manière commune pour que les araignées envahissent des îles. Beaucoup de marins ont rapporté que des araignées ont été attrapées dans des voiles de leur bateau, même lorsque loin de la terre.

L'argentata d'Argiope de a cinq types différents de soie, chacune pour un but différent :
soie de dragline de : Utilisé pour la jante externe et les rais du Web, aussi bien que pour la ligne de sauvetage . Aussi fort que l'acier, mais beaucoup plus dur.
soie de capturer-spirale de : Utilisé pour les lignes de serrage du Web. Collant, extrêmement extensible et dur.
soie de tubiliform de : Utilisé pour les sacs protecteurs d'oeufs. La soie la plus raide.
soie aciniforme : Utilisé pour envelopper et fixer la proie fraîchement capturée. Deux à trois fois plus dures que les autres soies, y compris la dragline.
soie mineure-ampullate

Propriétés

La soie d'araignée est également particulièrement le malléable, capable étirer jusqu'à 40% de sa longueur sans rupture. Ceci lui donne une dureté très élevée (ou le travail à la rupture), qui " ; égales qui des filaments commerciaux du polyaramid (nylon aromatique de ), qu'eux-mêmes sont les repères de la fibre moderne technology." de polymère ;

La notion que la soie d'araignée est plus forte que n'importe quelle fibre industrielle est une idée fausse commune comme tandis que certains peuvent être plus forts, aucune sont plus dure (énergie totale à casser). Les fibres artificielles nombreuses sont semblables ou plus fortes, notamment le Aramids comme le Kevlar et les matériaux de la fibre de carbone de (voir la résistance à la traction pour des comparaisons communes). Néanmoins, il y a beaucoup d'intérêt en reproduisant le processus en soie artificiellement, puisque les araignées emploient les matériaux renouvelables comme entrée et fonctionnent à la température ambiante, basses pressions et l'eau d'utilisation comme dissolvant. La soie d'araignée peut être moissonnée dans des quantités de large échelle si on a l'équipement de moisson approprié. On peut également transformer à araignée proche-indestructible les fils en soie en tissant les fils fins en plus épais et plus durable tisse de la même mode que d'autres fils industriels.

La soie d'araignée se compose de molécules complexes de la protéine ceci, ajouté à l'isolement se rapportant de la nature prédatrice du de l'araignée, a fait l'étude et la réplique de la substance tout à fait provocante. En raison de la nature réitérée de l'ADN codant la protéine en soie, il est difficile de déterminer son ordre et jusqu'ici, des ordres séricigènes ont été seulement décodés pour quatorze espèces d'araignée. En 2005, les chercheurs indépendants à l'université de du Wyoming (Tian et Lewis), à l'université de du Pacifique (la HU et le Vierra), à l'Université de Californie de à la rive (tenue et Hayashi) et à l'université de Shinshu de (Zhao et Nakagaki) ont découvert la structure moléculaire du gène pour la protéine que les diverses espèces femelles d'araignée emploient pour faire à leurs caisses de soie d'oeufs.

Bien que les différentes espèces de l'araignée, et les différents types de soie, ordres aient différents protéine, une tendance générale en structure en soie d'araignée est un ordre seuls des acides aminés (glycine habituellement alternative et de l'alanine , ou de l'alanine) que ce individu-assemblent dans une bêta conformation de la feuille . Ces " ; Rich" d'aile du nez ; des blocs sont séparés par des segments des acides aminés avec les côté-groupes encombrants. La bêta pile de feuilles pour former les cristaux , tandis que les autres segments forment des domaines amorphes du . C'est l'effet entre les segments cristallins durs, et les régions semi amorphes d'élastique, qui donne à soie d'araignée ses propriétés extraordinaires.

Synthèse

Le dopant en soie d'unspun est tiré par les glandes en soie , ayant pour résultat une transition de gel stocké à la fibre pleine finale. Beaucoup d'espèces de l'araignée ont les différentes glandes pour différents travaux, tels que le logement et la construction du Web , la défense, capturant et détenant la proie , mobilité de et dans des cas extrêmes même pendant que la nourriture . Ainsi, les différentes soies spécialisées ont évolué avec les propriétés matérielles optimisées pour leur usage prévu.

La glande évidente, ou externe, partie se nomme la filière . Selon les espèces , les araignées auront n'importe quoi de deux à huit filières habituellement dans les paires. Le commencement de la glande est riche en thiol et groupes de la tyrosine . Après ce processus de commencement, l'Ampulla agit en tant que sac de stockage pour les fibres de création récente. De là, le conduit de rotation enlève effectivement l'eau de la fibre et par les canaux fins aide également à sa formation. Les sécrétions du lipide ont lieu juste à l'extrémité du membre distal du conduit , et au montant à la valve . La valve est censée pour aider à rejoindre les fibres cassées, agissant beaucoup de la manière d'une pompe hélicoïdale .

De divers composés autres que la protéine sont employés pour augmenter les propriétés de la fibre. La pyrrolidine a les propriétés hygroscopiques du et aide à maintenir le fil moite. Elle se produit dans particulièrement la concentration élevée en fils de colle. Le phosphate d'hydrogène de du potassium libère les protons dans le soluté, ayant pour résultat un pH environ de 4, faisant au en soie acide et le protégeant de ce fait contre le mycète et les bactéries qui digéreraient autrement la protéine. Le nitrate de potassium est censé pour empêcher la protéine de denaturating dans le milieu acide.

L'appareillage de filière d'un diadematus d'Araneus de comprend les glandes suivantes :
500 piriformes de Glandulae de pour des points d'attache
4 ampullaceae de Glandulae de de la porque
environ 300 aciniformes de Glandulae de pour la doublure externe des sacs d'oeufs, et pour la proie attrapante
4 tubuliformes de Glandulae de pour la soie de sac d'oeufs
4 aggregatae de Glandulae de pour la colle
2 coronatae de Glandulae de pour le fil des lignes de colle

Utilisation humaine

Les paysans dans les montagnes carpathiennes méridional avaient l'habitude de couper des tubes construits par le Atypus et de couvrir des blessures de doublure intérieure. Elle a censément facilité guérir, et s'est même reliée à la peau. On pense que ceci est dû aux propriétés antiseptiques de la soie d'araignée (qui est faite de protéine) Quelques pêcheurs dans l'océan indo-Pacifique emploient le Web du Nephila de pour pêcher de petits poissons.

La soie des clavipes de Nephila de a été récemment employée pour aider dans la régénération neuronale du mammifère du .

En même temps, il était commun à la soie d'araignée d'utilisation comme fil pour les réticules dans les télescopes, les microscopes et des instruments optiques semblables.

Soie artificielle d'araignée

Les propriétés de la soie d'araignée lui ont fait la cible des efforts de recherche industrielle. On ne le considère pas généralement possible d'employer les araignées elles-mêmes pour produire industriellement des quantités utiles de soie d'araignée, dues aux difficultés de contrôler de grandes quantités de petites araignées (bien qu'il a été essayé avec la soie de Nephila de ). Comparé aux vers à soie , les araignées sont agressives et mangeront un un autre, le rendant imprudent pour maintenir beaucoup d'araignées ensemble dans le même espace. D'autres efforts ont impliqué d'extraire le gène en soie d'araignée et d'employer d'autres organizations pour produire la quantité required de soie d'araignée. Dans le 2000 , Nexia, une compagnie canadienne de la biotechnologie du , était réussi en produisant la protéine en soie d'araignée dans le transgénique chèvres des chèvres de ces a porté le gène pour la protéine en soie d'araignée, et le lait produit par les chèvres a contenu des quantités significatives de la protéine. Tentatives de tourner la protéine dans une fibre semblable à en soie d'araignée normale, cependant. L'araignée fortement - la filière sophistiquée est instrumentale dedans organisation des protéines en soie en domaines forts. Spécifiquement, la filière crée un gradient de la concentration de protéine, du pH , et de la pression , qui conduisent la solution de protéine par les transitions de phase cristallines liquides de du , produisant finalement de la structure en soie required (qui est un mélange du des régions amorphes cristallines du biopolymère de et ). La réplique de ces conditions complexes dans l'environnement de laboratoire a prouvé difficile. Nexia a essayé de presser la solution de protéine par de petits trous d'extrusion afin de simuler le comportement de la filière, mais c'était insuffisant pour organiser correctement les fibres. Finalement, Nexia a été forcé d'abandonner la recherche sur la soie artificielle d'araignée, en dépit de avoir avec succès créé la protéine en soie dans les organizations génétiquement modifiées du . L'extrusion des fibres de protéine dans un environnement aqueux est connue comme « humide-tournant ». Ce processus a jusqu'ici produit les fibres en soie des diamètres s'étendant du μm 10-60, comparées aux diamètres du μm 2.5-4 vu en soie normale d'araignée.

Voir également

La myxine - produit la fibre semblable.

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