คุณสมบัติเชิงกลของผ้าไหมส่วนใหญ่มาจากปัจจัยสำคัญ 2 ประการ ได้แก่ โปรตีนที่ประกอบเป็นวัสดุและกระบวนการปั่นด้ายที่เปลี่ยนของเหลวที่เกิดขึ้นภายในตัวแมงมุมให้เป็นเส้นใยแข็งRandolph V. Lewis นักชีววิทยาระดับโมเลกุลที่มหาวิทยาลัยไวโอมิงใน Laramie และเพื่อนร่วมงานของเขาได้กำหนดลำดับกรดอะมิโนของไหมหลายชนิด พวกเขาพบลวดลายของกรดอะมิโนที่แตกต่างกันซึ่งส่งผลต่อคุณสมบัติของผ้าไหมที่แตกต่างกัน
ตัวอย่างเช่น โปรตีนหลัก 2 ชนิดในเส้นไหม
แบบลากไลน์ประกอบด้วยการยืดตัวของกรดอะมิโนอะลานีนที่เกิดขึ้นบ่อยครั้ง ลูอิสกล่าวว่าการทำซ้ำอะลานีนเหล่านี้ให้ความแข็งแรงของเส้นใยโดยอนุญาตให้โซ่โปรตีนหนึ่งยึดเข้ากับอีกโซ่หนึ่งแน่นพอ ๆ กับตัวต่อเลโก้ ไหมไมเนอร์แอมพูลเลต ซึ่งไม่แข็งแรงเท่าเส้นลาก มีอะลานีนที่สั้นกว่า
ในขณะเดียวกัน ใยไหมเกลียวจับมีพื้นฐานมาจากลำดับของกรดอะมิโน 5 ชนิดที่เกิดซ้ำกันถึง 68 ครั้งติดต่อกัน (SN: 2/21/98, p. 119: http://www.sciencenews.org/ หน้า/sn_arc98/2_21_98/fob2.htm) ลูอิสคาดเดาว่าลำดับนี้ทำให้เกิดสปริงโมเลกุลหมุนวนเป็นชุดเข้าไปในโปรตีน ซึ่งอาจอธิบายความยืดหยุนของไหมได้
กลุ่มของ Lewis ได้สร้างยีนไหมเทียมและใส่เข้าไปในแบคทีเรียEscherichia coli ทั่วไป เพื่อสร้างโปรตีนที่สั้นกว่ารุ่นธรรมชาติ นักวิจัยเพิ่มโปรตีนที่ได้ลงในตัวทำละลายอินทรีย์ ปั่นวัสดุนี้ให้เป็นเส้นใยด้วยเครื่องปั่นด้ายเชิงพาณิชย์ และทดสอบสมบัติเชิงกลของมัน หากนักวิจัยเพิ่มจำนวนลวดลายเกลียวจับ-ใยไหม ความยืดหยุ่นของเส้นใยจะเพิ่มขึ้นแม้ว่าจะไม่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับจำนวนลวดลาย
ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์รู้มากเกี่ยวกับลำดับของโซ่แต่ละอันและเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ของโซ่ต่อกัน แต่โครงสร้างในระดับที่สูงขึ้นนั้น เส้นไหมประกอบด้วยโซ่โปรตีนนับแสน ซึ่งแต่ละเส้นจะพับด้วยตัวของมันเองและจัดเรียงตัวของมันเองท่ามกลางโซ่อื่นๆ ในเส้นใยด้วย เขากล่าว เขาและเพื่อนร่วมงานได้เริ่มศึกษานิวเคลียร์เรโซแนนซ์แม่เหล็กเพื่อสำรวจรายละเอียดโครงสร้างเหล่านี้
“แมงมุมไม่ได้ให้ความลับทั้งหมดแก่เรา” ลูอิสกล่าว
ไปตามกระแส
การเปลี่ยนแปลงของเส้นไหมเป็นเส้นใยแข็งจากของเหลวข้นที่มีโปรตีนและน้ำเป็นหลักเริ่มต้นที่ต่อมพิเศษ ต่อมหนึ่งสำหรับไหมแต่ละชนิด ในแต่ละต่อม โครงสร้างที่เรียกว่าหางจะหลั่งสารตั้งต้นหรือสารเสพติดที่ปั่นอยู่ในถุงเก็บ เมื่อแมงมุมพร้อมที่จะหมุน ยาเสพติดจะเคลื่อนเข้าไปในท่อ เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อจะแคบลงเมื่อถึงหัวฉีดที่ด้ายออกจากแมงมุม
เพื่อให้เข้าใจถึงคุณลักษณะของโดปที่หมุนวน นักวิทยาศาสตร์บางคนหันไปศึกษารีโอโลยี ซึ่งเป็นการศึกษาว่าวัสดุเปลี่ยนรูปและไหลอย่างไร ยาเสพติดไหมมีคุณสมบัติอยู่ตรงกลางระหว่างของเหลวทั่วไปและของแข็ง Gareth H. McKinley วิศวกรเครื่องกลของ MIT อธิบาย วัสดุยืดหยุ่นหนืดดังกล่าวมีความหนามากกว่าของเหลวไหล พวกมันยังยืดหยุ่น: หลังจากยืดแล้วพวกมันจะกลับสู่สถานะเดิม McKinley กล่าวว่าผงสำหรับอุดรูรั่วและไข่ขาวดิบเป็นสองตัวอย่างที่คุ้นเคยของวัสดุประเภทหนืดหนืด
การศึกษารีโอโลยีจำนวนหนึ่งของโด๊ปก่อนหน้านี้ใช้ตัวอย่างที่ได้รับการเจือจางเพื่อให้ปริมาตรของโด๊ปใหญ่พอที่จะทดสอบได้ แต่ขณะนี้มีเครื่องจักรที่สามารถทำงานกับตัวอย่างวัสดุขนาดเล็กได้แล้ว ฮอลแลนด์กล่าว นักวิทยาศาสตร์สามารถทดสอบยาเส้นไหมปริมาณเล็กน้อยที่สกัดจากแมงมุมได้ รายงานเกี่ยวกับตัวอย่างยาลากไลน์ที่เพิ่งได้รับถูกเผยแพร่เมื่อฤดูใบไม้ร่วงปีที่แล้วโดยทีมอ็อกซ์ฟอร์ด นำโดยนักสัตววิทยา Fritz Vollrath และรวมถึงฮอลแลนด์ และโดยทีมของ McKinley ซึ่งรวมถึง Kojic
แนวคิดที่สำคัญในรีโอโลยีคือแรงเฉือน การเคลื่อนที่แบบเลื่อนของชั้นวัสดุที่อยู่ติดกัน ยาเสพติดผ้าไหมประสบกับแรงเฉือนเมื่อเคลื่อนผ่านท่อหมุน กลุ่มของ McKinley ได้สร้างอุปกรณ์ไมโครรีโอเมตริกที่วัดความหนืดของสารกระตุ้นที่เปลี่ยนแปลงไปตามแรงเฉือน นักวิจัยวางตัวอย่าง – หยดยาเสพติดขนาดเท่าปลายปากกา – ระหว่างสองจาน แผ่นด้านล่างยังคงนิ่งในขณะที่แผ่นด้านบนเคลื่อนไปมา การทำงานของเครื่องเหมือนกับการถูโลชั่นระหว่างนิ้วหัวแม่มือและนิ้วชี้เพื่อวัดความลื่นของมัน McKinley กล่าว
นักวิจัยพบว่ายิ่งแผ่นด้านบนเคลื่อนที่เร็วเท่าไร Kojic กล่าวว่า แรงเฉือนจะจัดตำแหน่งโปรตีนในโด๊ป “และเมื่อโปรตีนเรียงตัวกัน มันจะกลายเป็นเรื่องง่ายสำหรับพวกมันที่จะเคลื่อนที่โดยสัมพันธ์กัน” แมคคินลีย์เสริม “เอาสปาเก็ตตี้ถังใหญ่มา ถ้าคุณกวนตามเข็มนาฬิกาไปเรื่อยๆ มันจะง่ายขึ้นเพราะเส้นสปาเก็ตตี้เรียงกันเป็นแถว”
เอฟเฟ็กต์นี้อธิบายว่าโด๊ปหนาสามารถเคลื่อนที่ผ่านท่อที่ตีบในลักษณะที่ประหยัดพลังงานได้อย่างไร Kojic ตั้งข้อสังเกต ทีมคำนวณว่าโดยรวมแล้ว ความหนืดของโดปจะลดลง 10 เท่าเมื่อไหลผ่านท่อ
Vollrath, Holland และเพื่อนร่วมงานของพวกเขาตรวจสอบความหนืดเฉือนโดยใช้เครื่องรีโอมิเตอร์เชิงพาณิชย์ เช่นเดียวกับทีมของ McKinley พวกเขาพบว่ายาเสพติดไหลได้ง่ายขึ้นเมื่ออัตราการเฉือนเพิ่มขึ้น
เพื่อเรียนรู้ว่าแมงมุมหมุนเส้นใยอย่างต่อเนื่องอย่างไร กลุ่มของ McKinley ได้พัฒนาอุปกรณ์ไมโครรีโอเมตริกอีกชิ้นหนึ่งที่ใช้วัดความต้านทานต่อการยืดตัวของสารกระตุ้น และความหนืดที่ยืดออก การทำงานของอุปกรณ์คล้ายกับการดึงนิ้วหัวแม่มือและนิ้วชี้ที่ซับน้ำลายออกจากกันแทนที่จะเลื่อน เลเซอร์กำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นไหมที่ได้
นักวิจัยพบว่าความหนืดของโด๊ปเพิ่มขึ้น 100 เท่าเมื่อดึงโด๊ปเข้าไปในเกลียว การเปลี่ยนแปลงนี้ช่วยป้องกันไม่ให้ด้ายขาดก่อนที่จะแข็งตัว นักวิจัยได้รายงานผลการวิจัยของพวกเขาใน Journal of Experimental Biology ฉบับวันที่ 1 พฤศจิกายน 2549
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>> เว็บสล็อตแท้
