Павутина перевершила по теплопровідності мідь
Вважається, що метали, алмаз і графен – кращі теплопровідні матеріали. Вчені з США розширили цей перелік. Згідно з результатами їх дослідження, до цих матеріалів можна віднести і павутину.
Пояснимо. Теплопровідність — це перенесення теплової енергії частинками речовини. Матеріали, що володіють високим показником теплопровідності, називаються теплопровідними. Такі матеріали мають широкий спектр застосування. Наприклад, елемент системи охолодження ноутбука – теплова трубка — робиться з теплопровідного матеріалу, як правило, з міді.
Вчені з університету штату Айова (Iowa State University) вирішили дослідити здатність павутини передавати тепло. Для цього вони "надоїли" павутину восьми павуків виду Nephila clavipes.
Зауважимо, що членистоногі цього роду, відомі також під назвою "золоті кругопряди", досить часто стають предметом дослідження біологів. Нещодавно на основі їх павутини були створені струни для скрипки. Крім того, раніше мережі одного з видів були визнані отруйними і відлякують мурах.
Але повернемося до роботи американських вчених. Результати їх вимірювань виявилися дивовижними: отриманий показник теплопровідності склав 416 вт/(м*Кельвін). Це означає, що так звана каркасна нитка павутини забезпечує передачу тепла краще, ніж мідь (353-401 Вт/(м*К)), і, практично, аналогічна сріблу (406-430 Вт/(м*К)). Виходить, що павутина проводить тепло в тисячу разів краще нитки тутового шовкопряда і, в середньому, в 800 разів краще, ніж інші органічні матеріали.
"Відкриття стало для мене сюрпризом, так як павутина — це органічний матеріал, — розповідає провідний дослідник Синьвэй Ван (Xinwei Wang), доцент університету Айови. — Лише срібло та алмази можуть перевершити павутину у здатності передавати тепло".
Нитка павутини має гнучку, але міцну структуру. Вона в 15 разів тонше людського волосся і має товщину всього 4 мікрометра. Нитка являє собою білок, збагачений гліцином, аланіном і серином, що містить всередині нанокристали.
При всій своїй уявній крихкості павутина порівнянна по міцності зі сталлю (для своєї ваги), але при цьому володіє високою пружністю. Ці унікальні властивості обіцяють широке застосування штучної павутині в багатьох галузях біотехнології.
До речі, при розтягуванні нитка павутини виявляє ще більш цікаві властивості. Дослідники з США з'ясували, що теплопровідність нитки павутини зростає прямо пропорційно її розтягування. Наприклад, якщо розтягнути нитка на 20% від нормальної довжини, павутина стане на 20% краще проводити тепло.
На думку американців, результат їх відкриття може бути використаний у різних сферах. На основі павутини можна буде створювати нові теплові елементи для електроніки або медичні бинти, які не будуть призводити до перегріву.