Klitzekleine Spinne mit langem Faden

Forscher haben bereits oft über die hervorragenden mechanischen Eigenschaften von Spinnenseide berichtet, unabhängig von der Art. Allerdings wurden die mechanischen Eigenschaften der Seide aus dem Kokon der Höhlenradspinne Meta menardi bisher noch nicht analysiert. Ein Team vo...

Forscher haben bereits oft über die hervorragenden mechanischen Eigenschaften von Spinnenseide berichtet, unabhängig von der Art. Allerdings wurden die mechanischen Eigenschaften der Seide aus dem Kokon der Höhlenradspinne Meta menardi bisher noch nicht analysiert. Ein Team von Wissenschaftlern aus Italien und den Vereinigten Staaten hat sich der "Europäischen Spinne des Jahres 2012" der Europäischen Gesellschaft für Arachnologie angenommen und ins Rampenlicht gestellt. Die Studie wurde kürzlich in der Fachzeitschrift PLoS ONE veröffentlicht.

Die Wissenschaftler vom Labor für Bioinspirierte Nanomechanik an der Politecnico di Torino in Italien sammelten Seidenstränge direkt aus mehreren Höhlen in Italien. Unter Verwendung eines Feldemissions-Rasterelektronenmikroskops (FE-REM), produzierte das Team Bilder, die zeigten, dass die Stränge aus langen Fäden bestehen, die oftmals 7,5 Mal länger waren, als die ursprüngliche Faserlänge,. Europäische Höhlenspinnen erzeugen Seide für die Kokons, in denen die Spinnennachkommen geschützt heranwachsen. Die Forscher benutzten auch eine Zugprüfmaschine, die an den Seidenfäden zog, um ihren Bruchpunkt zu messen.

Die meisten Arten sondern sieben oder acht Arten von Seide für verschiedene Zwecke ab. Zum Beispiel befestigt sich die Spinne mit einem Sicherungsfaden an einer Oberfläche und mit einem anderen Seidenfaden wickelt sie ihre Beute ein.

Die weibliche europäische Höhlenspinne stellt tropfenförmige Kokons her, die von den Decken dunkler und feuchter Höhlen hängen. Diese Kokons hängen von kurzen Strängen aus tubuliförmiger Seide. Die Fasern sind mit einer klebrigen Substanz, die sie zusammenhält, beschichtet.

Die Daten zeigen, dass die dicht und zufällig gepackten Fasern des Kokons sich ausrollen lassen, durch die sie sich deutlich strecken können.

"Die Formen der Spannungs-Dehnungs-Kurven, die wir beobachtet haben, haben eine ähnliche Form wie die von Bündeln aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen," schreiben die Autoren. "Diese Kurven zeigen eine Reihe von Knicken oder Belastungstropfen, die ein Hinweis auf Fehler in Teilbündeln sind, die auftreten, wenn ein Bündel in einer Richtung parallel zu seiner Achse gezogen wird. Wie aus unseren Daten ersichtlich ist, gibt es auch eine Reihe von Knicken, die darauf hinweisen, dass das Versagen eines Bündels, wenn es seine Streckgrenze erreicht hat, mit dem Bruch des Teilbündelns auftritt. Obwohl unsere Kurven mit denen von CNT-Bündel vergleichbar waren, unterschieden sie sich jedoch insgesamt von denen der Sicherungsleine und der Kokons.

Vergleicht man diese Ergebnisse miteinander, sehen wir, dass ihre Bruchspannungen und Festigkeit wesentlich höher sind. Überraschenderweise waren die Streckgrenzen der Stränge, die unsere Fasern stützen, beeindruckend hoch: einige Stränge ließen sich um mehr als 200% strecken, und erreichten Werte von 721% bis 751%, was bis jetzt bei keinem Sicherungsfaden oder Kokonstrang festgestellt worden war. Solche enormen Dehnungen deuten auf einen riesigen Abrollmechanismus im Strang hin."

Professor Nicola Pugno vom Laboratorium für Bioinspirierte Nanomechanik an der Politecnico di Torino erhielt eine Finanzhilfe für Nachwuchsforscher (Starting Grant) des Europäischen Forschungsrats in Höhe von 1 Mio. EUR unter dem Siebten Rahmenprogramm der EU (RP7). Das Projekt BIHSNAM ("Bio-inspired hierarchical super nanomaterials") startete Anfang des Jahres und unterstützt die Forschung im Zusammenhang mit diesen Ergebnissen.Weitere Informationen erhalten Sie hier: PLoS ONE: http://www.plosone.org/home.action Politecnico di Torino: http://www.polito.it/

Länder

Italien, Vereinigte Staaten