Giải mã bí ẩn: Vì sao tơ nhện mỏng manh mà bền gấp 5 lần thép

Các nhà khoa học đã phân tích sợi tơ của loài nhện nâu Loxosceles reclusa thông qua kính hiển vi lực nguyên tử. Kết quả, ở cấp độ phân tử - mỗi sợi tơ của nó được tạo thành từ hàng ngàn sợi nano cực mỏng chạy trong song song với nhau.

Các nhà khoa học nghiên cứu phân tích sợi tê của loài nhện nâu Loxosceles reclusa.

“Mỗi sợi nano được tạo thành từ protein và có đường kính nhỏ hơn một phần triệu centimet - mỏng hơn hàng trăm nghìn lần so với chiều rộng của một sợi tóc người”, theo các nhà khoa học từ Đại học William và Mary ở Virginia.

"Chúng tôi đã nghĩ các sợi tơ là một khối duy nhất. Nhưng những gì chúng tôi tìm thấy thì tơ nhện giống như sợi cáp nhỏ", Hannes Schniepp nói - thành viên nhóm nghiên cứu.

Mỗi sợi tơ của nó được tạo thành từ hàng ngàn sợi nano cực mỏng.

Thực tế, ý tưởng về các sợi tơ nhện được cấu tạo từ các sợi nano đã từng được các nhà khoa học đề cập đến, nhưng đây là lần đầu tiên các nhà khoa học có thể thấy rõ nó hoạt động như thế nào. Các nhà nghiên cứu đã chọn con nhện nâu cho nghiên cứu, bởi vì sợi tơ của nó phẳng chứ không phải tròn như những sợi tơ của con nhện thường.

Nghe thì có vẻ sợi nano này không dài nhưng chúng lại có thể kéo giãn hơn 50 lần kích thước ban đầu. Các nhà khoa học có thể tin rằng chúng còn có thể kéo dài hơn được nữa.

Chính kết cấu này khiến tơ nhện trở nên rất dai và chắc chắn, có sức mạnh và độ bền lớn hơn 1 thanh thép cùng kích thước tới 5 lần.

Chúng ta có thể áp dụng các sợi nano vào một công nghệ mới, để từ đó tạo ra một dạng vật liệu có khả năng chịu lực gấp 5 lần thép. Schiniepp cho biết, họ đã phát triển thành công mô hình cấu tạo dựa trên những gì đã tìm ra, và từ đó giúp con người tự tạo ra một loại vật liệu của riêng mình, với độ chắc khỏe y như tơ nhện.

Trước kia, đã từng có nhiều nghiên cứu tìm cách tạo ra tơ nhện nhân tạo và ứng dụng nó - từ mũ bảo hiểm cho đến áo chống đạn. Nhưng với nghiên cứu tìm ra cấu tạo của tơ nhện ở cấp độ nano, ứng dụng của nó sẽ là cực lớn.

"Kết quả nghiên cứu cho thấy tự nhiên thực sự có thể tạo ra những loại vật liệu đáng kinh ngạc," - Mohan Srinivasarao từ Quỹ khoa học Quốc gia, người tài trợ cho nghiên cứu cho biết.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí ACS Macro Letters.

Phong Linh

Mời quý vị và các bạn cùng theo dõi bài viết Giải mã bí ẩn về thế giới xung quanh trên báo điện tử Người Đưa Tin hằng ngày.