蜘蛛の巣にかかると獲物は逃してしまいます。蜘蛛の糸は非常に粘着性があるため、逃げることはほとんど不可能です。トリックは、動物たちが網の捕獲用スパイラルに塗り広げる特別な接着剤です。多くの合成接着剤とは異なり、この物質は湿気や湿気にさらされてもその効果を失いません。研究者らは現在、この超接着力の秘密を明らかにしており、近いうちに自然の特許を模倣したいと考えています。
接着剤は実用的な発明です。しかし、多くの市販製品には重大な欠点があります。つまり、清潔で乾燥が不十分な表面を接続することを目的としている場合、失敗します。湿った表面を貼り合わせるのは、合成接着剤にとって依然として課題です。自然界で発明された接着剤ではそうではありません。たとえば、ムール貝は、特殊なタンパク質接着剤のおかげで水中で簡単に表面に接着します。クモはまた、湿気の多い空気や雨の中でも、粘着性のある糸を使って獲物を巣に捕らえます。しかし、動物たちはどのようにしてこれを行うことができるのでしょうか?アクロン大学のサランシュ・シングラ率いる科学者たちは現在、この疑問を調査している。彼らは、オーブウェブスパイダーが巣の捕獲螺旋の糸上に小さな液滴の形で分配する特別な接着剤の機能を調査しました。
これを行うために、彼らは Larinioides cornutus 種の網からサンプルを収集し、それらをサファイアのプリズムに適用しました。次に、これを高湿度にさらし、いわゆる和周波分光法を使用して何が起こったかを観察しました。評価の結果、以下のことがわかりました。 クモのりの主成分は糖タンパク質、つまりアミノ酸と糖分子からなる高分子です。研究者らの報告によると、これらのタンパク質は明らかに主な接着効果を担っており、水分の増加に伴って構造が変化する。次に、水の存在下で表面の接着性を向上させる方法で折り畳まれます。しかし、接着剤と獲物の間のつながりが長期的に続くためには、水を引き付けることができる小さな有機および無機分子といった他の成分も重要です。
水結合分子
これらの吸湿性分子は、接着剤と基材の間の界面に蓄積する水を積極的に結合します。そこから水を接着剤の内部に引き込みます。研究チームは、サンプル内部の水分含有量が湿度の増加とともに増加する一方で、界面には自由水分が存在しないことを観察しました。素晴らしいトリックです。接着剤と基材の間の界面にある自由水は接着を大きく妨げます。 「吸湿性分子は糖タンパク質と協働することで、従来の合成接着剤にありがちな根本的な限界を克服することができる」と科学者らは書いている。
再び、自然由来の特許が人工製品の良いモデルであることが証明されているようです。「界面の水を除去するための吸湿性コンポーネントの使用は、耐水性接着剤の開発における新しいアプローチになる可能性があります」と著者らは述べています。確信している。しかし、材料科学者を魅了するクモの糸の特徴はクモの糸の粘着力だけではありません。クモの糸は自然界で最も強力な構造の 1 つであり、驚くほど弾力性もあります。
出典: Saranshu Singla (アクロン大学)、Nature Communications、 doi: 10.1038/s41467-018-04263-z
