Zirnekļcilvēka tīkli ir diezgan iespaidīgi, kas spēj atbalstīt Spīdija svaru, kad viņš šūpojas cauri Ņujorkai, ieslodzot super ļaundarus un pat apturot automašīnas virs pilsētas ielām. No kā tās ir veidotas? Un kā tie tiek izgatavoti?
Zirnekļa tīkli ir ļoti spēcīgi, un ziņots, ka zirnekļa zīdam ir stiepes izturība līdz 1,75 gigapaskaliem (GPa) vai nedaudz vairāk par 178 kilogramiem uz kvadrātmilimetru šķērsgriezumā (lai ASV lasītājus glābtu no tā uzmeklēšanas, 178 kilogrami sasniedz 392,4 mārciņas). Stiepes izturība ir spēka daudzums, ko materiāls var izturēt, kad to velk, pirms tas saplīst.
Oglekļa nanocaurules ir vēl spēcīgākas, un zinātnieki ziņo, ka ar tām var tikt galā 63 GPa vai vairāk. (Lai arī saskaņā ar 1986 Oficiālā Marvel Visuma rokasgrāmata , Spidey audumi ir izgatavoti no neilonam līdzīga materiāla, kas spēj izturēt tikai niecīgus 54 kilogramus uz kvadrātmilimetru jeb 0,5 GPa.)
Bet vai tikai konkrēta materiāla stiprums var izskaidrot Spidey’s tīkla īpašības?
Faktiskais materiāls, kas veido tīmekli, visticamāk, būs tikai daļa no vienādojuma, saka Suvēns Mataudhu , programmas vadītājs ASV armijas Pētniecības biroja materiālzinātnes nodaļā, papildu materiālzinātņu profesors NC štatā un hardcore komiksu cienītājs. Tīmekļa struktūra dažādos garuma mērogos arī būtu ārkārtīgi svarīga.
Tā kā Rets Allains , vietnē Wired.com Punktu fizika emuārs, par kuru jau ir paveikts lielisks darbs tīmekļa spēlētāju tīmekļa fizika , mēs vēlējāmies runāt par tīmekļa struktūras nozīmi.
zirnekļcilvēks mums ir nauda
Mathaudhu to atzīmē Markus Buehler , MIT profesors, kurš veicis zirnekļzīda izpēti, ziņots 2011. gadā ka nanozīmju fibrilu unikālā izlīdzināšana un ierobežošana zirnekļzīdā izskaidro paradoksālo izturību, stingrību un izstiepamību, ko mēs redzam citādi vājā materiālā.
Padomājiet par tilta trosēm vai kāpšanas virvēm, saka Mathaudhu. Tie nav tikai paralēlu šķiedru saišķis; tās ir hierarhiski sakārtotu šķiedru kolekcija, kas ir savstarpēji savienotas tādā veidā, ka berze un savienojums starp šķiedrām uzlabo to veiktspēju.
Tātad tīmekļa struktūra ir nepārprotami svarīga. Bet no kā patiesībā sastāv tīmeklis?
Allains savā amatā izvirza hipotēzi, ka tīkls var būt izgatavots no oglekļa nanocaurulītēm. Ja tā, mēs drīzāk varam redzēt kaut ko spīdīgu.
Horatio Espinosa , Ziemeļrietumu universitātes profesors, pētīja, kā to izdarīt hierarhiski apvienojiet un sasaistiet atsevišķas oglekļa nanocaurules ar augstas enerģijas apstarošanu tādā veidā, kas uzlabo nanocaurulīšu vispārējo izturību, stingrību un izturību, saka Mathaudhu. (Un, ja radioaktīvs zirneklis varētu pārvērst parastu puisi par Zirnekļcilvēku, varbūt tas var darīt kaut ko līdzīgi iespaidīgu oglekļa nanocaurulītēm?)
Keita Beaton apmetnis un duncis
Īsāk sakot, komiksus (un filmas) vislabāk var izbaudīt, apturot mūsu neticību. Bet tas, ka viņi var arī mūs iedvesmot uzdot jautājumus par iespējamo, ir arī vērts svinēt. Šajā gadījumā tas mums atgādina, ka forma patiešām ietekmē funkciju - un ka pētnieki strādā pie projektiem, kas varētu pārsteigt (pat ja tie neveido Zirnekļcilvēka tīmekļus).
Šis raksts sākotnēji parādījās NC Valsts universitātē Abstrakts zem nosaukuma Kas padara Zirnekļcilvēka tīmekli tik spēcīgu? un tiek atkārtoti publicēts ar atļauju .
- Kāpēc kapteiņa Amerikas vairogs būtībā ir zvaigžņots superkondensators
- Tā zinātne izskatās NC štatā: Ann Ross
- Tā zinātne izskatās NC štatā: Doreena Makveja
Vai sekojat Marijai Sjū Twitter , Facebook , Tumblr , Pinterest , & Google + ?
