הסוד שמאחורי קורי העכביש

מדוע קורי העכביש חזקים כל-כך? מאמר שהתפרסם לאחרונה בכתב העת המדעי Biophysical Journal שופך אור על תעלומת חוזקן המופלא של רשתות העכבישים. המחקר מתאר את סיבי הקורים מן הרמה האטומית ומגלה מידע חדש על המבנה המולקולרי שמסתתר מאחורי המנגנון המכני המרהיב של חוטי המשי הטבעיים.

"סיבי המשי של העכביש הם בעלי תכונות מכניות מפתיעות: הם חזקים כמו פלדה, קשיחים כמו קבלר (סיב סינתטי עמיד במיוחד) וצפיפותם פחותה מזו של כותנה או ניילון", מסביר ד"ר פראוקה גרטר, אחד מכותבי המאמר ממכון היידלברג למחקרים תיאורטיים שבגרמניה. "משום שסיבי המשי מתפקדים טוב יותר מהמקבילה המלאכותית שלהם מבחינת קשיחותם, מחקרים רבים מנסים להבין את המאפיינים המכניים שלהם".

עד כה היה ידוע למדענים כי קורי העכביש מורכבים משני סוגים שונים של אבני בניין: רכים וחסרי צורה וחזקים וגבישיים, אך צוות החוקרים מגרמניה רצה לקחת הבנה זו צעד נוסף קדימה ולשם כך פיתח גישה חישובית חדשה שמתחילה ברמת האטומים המרכיבים את אבני הבניין.

הקבוצה השתמשה בהדמיה מולקולרית לחקירת יחידות המשנה ובסימולציות עבור התוצר הסופי. כך גילו החוקרים כי יחידות המשנה "הרכות" אחראיות על אלסטיות הקורים וכי הן גם שותפות בנטל החלוקה של המתח המופעל עליהם.

הקשיחות של חוטי המשי, לעומת זאת, תלויה ביחידות הגבישיות ובתפוצה של תת-יחידות אלו לאורך הסיב. מבנים ארכיטקטוניים שונים של יחידות אלו נבדקו בסדרה של ניסויים שביקשו לבחון באילו תנאים הסיב פועל בצורה אופטימלית.

"מצאנו כי כאשר יחידות המשנה בנויות בצורה מסודרת כדיסקות הן פועלות טוב יותר מאשר בסידור אקראי או מקבילי", אמר ד"ר גרטר. ממצאים אלו יוכלו לספק הבנה ברורה יותר של האופי המכני של קורי עכביש ועשויים להיות שימושיים עבור עיצוב של סיבי משי מלאכותיים טובים יותר.