Úvod
Věda
Planeta země
Historie
Zajímavosti
Lifestyle
Záhady a napětí
Jak zkřížit pavouka s uhlíkem?

Pavoučí vlákna a uhlíkové nanotrubičky vynikají řadou až neuvěřitelných fyzikálních vlastností, a stávají se proto v dlouhé řadě technologických odvětví stále oblíbenějšími materiály.

Američtí inženýři se svými spolupracovníky ze Španělska a Iráku však nedávno zašli ještě dále. Pokusili se oba materiály spojit, a vytvořit tak supermateriál, který se nabízí pro mnohostranné využití v moderní elektronice.

Pavoukům, nebo alespoň jejich drtivé většině, nadělila příroda nesmírně užitečnou a v přírodě nepříliš obvyklou schopnost.

K nejrůznějším účelům, k nimž vedle chytání kořisti patří například vystýlání hnízda, obalovaní vajíček a spermií, cestování či vábení protějšků, umí jejich snovací bradavky produkovat směs proteinů a dalších látek, které na vzduchu tuhnou v látku zvanou pavoučí hedvábí.

Vědci vedení Američanem Edenem Stevenem nedávno představili unikátní způsob, jak udělat pavoučí hedvábí nejen pevnější, ale také vodivé pro elektrický proud.

10x pevnější než kevlar

Každý jistě někdy viděl pavučinu, jak obalená kapkami rosy svítí v letním ranním slunci. Taková scenérie je jistě úchvatná a potěší srdce každého milovníka přírody.

Bude-li však navíc vybaven alespoň troškou přírodovědecké myšlení, začne mu rychle vrtat hlavou, jak je možné, že tenoučké a jemné pavoučí vlákno takovou zátěž, jakou představuje vysrážená voda, vlastně udrží.

Ranní rosa pochopitelně není jediným testem pevnosti použitého materiálu. Chycená moucha či můra pochopitelně prověří lepkavou past ještě podstatně důkladněji.

Každé vlákno pochopitelně není stejně pevné. Rekordmanem v pevnosti jsou sítě teprve v roce 2009 objeveného madagaskarského křižáka Darwinova (Caerostris darwini).

Jeho lapací zařízení mohou mít celkovou plochu až 3 m2, přičemž délka kotvících vláken může dosahovat až 25 metrů! K takovému úkolu je pochopitelně zapotřebí nesmírné pevnosti.

Vlákna tohoto druhu jsou 10x odolnější proti mechanickému namáhání, než jeden z vůbec nejpevnějších plastů, využívaný např. jako materiál pro neprůstřelné vesty či karosérie vozů formule 1 – kevlar.

I příroda má své nedostatky…

Vraťme se však k představě pavoučí sítě, obalené kapkami rosy. Vlákna, která jsou vodou zatížená, se pod její tíhou pochopitelně prohnou. Prohnou – ale nepřetrhnou. A to je důležité! Může za to pochopitelně jejich neuvěřitelná pružnost, ale i něco navíc.

Vlákna totiž reagují na přítomnost vody tak, že změknou. To je v přírodě pochopitelně nesmírně výhodné. Při vyschnutí sice vlákno opět ztuhne, proměna jeho délky je však již nevratná.

Pro využití tohoto materiálu v lidských technologiích je však taková změna přinejmenším nevítaná.

Další z vlastností, kterou by bylo vhodné vylepšit, je elektrická vodivost. Běžné vlákno je pochopitelně zcela nevodivé. Aby bylo možné aplikovat pavoučí hedvábí v elektronice, musí se tato vlastnost změnit.

Díky takovému vylepšení pavoučího hedvábí by mohla totiž současná elektronika poskočit o další vývojový stupeň kupředu. Na jednu stranu bychom měli k dispozici lehký, pevný a vodivý materiál, na stranu druhou by bylo ušetřeno životní prostředí.

Pavoučí hedvábí se totiž v přírodě bez větších problémů rozloží, a odpadly by tudíž potíže s nežádoucím odpadem.

Námluvy s uhlíkem

Pro lidský důvtip tedy zůstal úkol, jak všechny kýžené vlastnosti spojit do jedné. Za tímto účelem vznikl právě mezinárodní vědecký projekt vedený Edenem Stevenem z univerzity ze Státní floridské univerzity v Tallahassee.

Vědci se rozhodli, že se pokusí spojit vlastnosti pavoučího vlákna s dalším z materiálů, který mají současní inženýři ve velké oblibě – s uhlíkovými nanotrubičkami.

Takové trubičky si můžeme představit jako prakticky dvourozměrný list, vytvořený z uhlíkových atomů, stočený do podoby trubičky o průměru jedné miliardtiny metru (tedy zhruba do stejného průměru, jaký má vlákno DNA).

V tomto uspořádání má uhlík vlastnosti, které u něj jinak nenajdeme. Je např. prakticky 100x pevnější než ocel a také vede elektrický proud. Zkřížit s ním pavoučí vlákna se tedy jeví jako úžasná myšlenka. Takové myšlenky se však většinou dosti špatně realizují.

Stačí kapka vody…

Pro začátek si Eden Steven musel vytvořit dostatečnou zásobu pavoučího vlákna. Nevyužil ta nejsilnější známá vlákna (od již zmíněného madagaskarského křižáka), ale od druhu, který je pro tento účel velmi oblíben, americké nefily kyjonohé (Nephila clavipes).

Poté se však musel vyrovnat s úkolem, jak dostat trubičky na vlákno. Kupodivu stačil poměrně jednoduchý postup: prášek z uhlíkových nanotrubiček elektricky polarizoval. Díky opačnému náboji pak „přiskočily“ na vlákno samy. Ale jak zařídit, aby zůstaly k vláknu připevněny napevno?

Steven se svými spolupracovníky využil další vlastnosti pavoučího vlákna, totiž schopnosti reagovat na přítomnost vody změnou svého tvaru. Kupodivu stačilo několik kapek a oba materiály poměrně snadno zfúzovaly.

Posledník krokem k vytvoření nové materiálu bylo jeho slisování mezi dvěma pláty teflonu.

Materiál pro supermana

Svým úspěchem byli vědci velmi překvapení.

„Původně jsme zkoušeli využít běžné metody, které využívají řady chemikálií a vysokotlaké stlačování,“ popisuje počátky cesty k novému materiálu Eden Steven. Nakonec však byli vědci překvapení, jak byla cesta k cíli snadná. Výsledek byl navíc velmi kvalitní, potažení vlákna bylo totiž velmi komplexní.

Vzniklý materiál předčí své dílčí komponenty prakticky v každém ohledu. Nejenže je elektricky vodivý, ale je také 3x pevnější, než původní vlákno. Elektrická vodivost se navíc udržuje i v situaci, kdy je vlákno nataženo o 50 %.

A využití? V současnosti by mělo být tím nejbližším výroba senzorů, které mají hlídat srdeční činnost. Nový materiál je totiž nejen ohebný a citlivý vůči elektrickému poli, které vyvolává stah svalů, ale tělo jej také dobře snáší. Nechme se překvapit, jaké další výrobky budou následovat.

Zblízka vypadají pavouci vskutku hrozivě. (Foto: JJ Harrison, Wikimedia) Vhodné pavoučí vlákno „dodala“ nefila kyjonohá (Nephila clavipes). (Foto: Charlesjsharp, Wikimedia)
Související články
Saúdská Arábie, země spojovaná především s ropou, učinila další významný krok směrem k budoucnosti. Tentokrát nejde jen o vodík, ale také o amoniak. Země plánuje výstavbu zařízení na výrobu zeleného vodíku s roční produkcí 400 000 tun. Hodnota se odhaduje na miliardy eur.   Yanbu Green Hydrogen Hub s výkonem 4 gigawatty se má stát […]
Vědci z Národního centra zemědělského a potravinářského výzkumu (CARC) představili výsledky přelomového výzkumu v oblasti doplňků stravy. Nově vyvinutý produkt využívá moderní lipozomální technologii, která umožňuje několikanásobně vyšší vstřebatelnost účinných látek v porovnání s běžně dostupnými formami vitamínů a rostlinných extraktů.   Lipozomální forma je zásadní inovací pro celou oblast výživy a funkčních potravin. Umožňuje účinné […]
Laser, který by i jen svým odrazem mohl poškodit zrak, a přesto vznikl jako studentský projekt v rámci výuky. Na Fakultě elektrotechnické ČVUT v Praze se v kurzu Jak vyrobit (téměř) cokoli studenti a studentky učí převádět své nápady ve skutečnost – bez ohledu na to, jestli výsledkem bude užitečný produkt, osobní výzva nebo jednoduše […]
Představte si, že by se rostlina jednou ráno probudila a zjistila, že má svůj genetický manuál celý dvakrát. Přesně to se občas v přírodě stane – a podle nového výzkumu to může být pro druhy vstupenka k větší rozmanitosti, ale i k neviditelnému břemenu mutací.   Duplikace celého genomu je zásadní genetická událost, která zanechává […]
reklama
Historie
Kámasútra v kameni: Zachycují indické chrámy orgie?
Nepřehlédnutelné jsou už z dálky, skutečné překvapení nabízí ale až detailní pohled na jejich fasády. Chrámy v indickém Khadžuráhu totiž mají velmi nezvyklou výzdobu. Jejich zdi jsou poseté stovkami reliéfů, které zachycují divoké sexuální praktiky.   Britský vojenský geodet Cornet James Franklin nevěří vlastním očím. V roce 1819 totiž v džungli střední Indie objevuje pozapomenuté chrámové […]
Nejutajenější stavba NDR? Honeckerův bunkr!
Mezi Východem a Západem na konci 70. let minulého století přetrvává velké napětí. V Německé demokratické republice panuje názor, že je jejich země v neustálém ohrožení a NATO může zaútočit v podstatě kdykoliv.   Z toho důvodu východní Němci v letech 1978–1983 vybudují v lesích u Prendenu severovýchodně od Berlína protiatomový kryt, který je dnes […]
Kardinál Richelieu dobýval královu pracovnu
Jeho postavu v rudém plášti zná každý milovník historických románů Alexandra Dumase. Kardinál Richelieu ovládal Francii, tahal za nitky v celé Evropě a byl nedostižným mistrem intrik.   Nebýt křehké tělesné konstituce a chatrného zdraví, nejspíš by Armand-Jean du Plessis, vévoda de Richelieu (†1642), narozený 9. září 1585, kráčel ve stopách svého otce, vysokého důstojníka. I on […]
Stoletý papež zabránil rozpadu církve
V polovině 7. století ve Středomoří vrcholí útoky muslimů. Načas do jejich rukou padne i Sicílie. Jejich nadvláda tam nebude trvat dlouho, ale stačí to, aby z ostrova musela uprchnout většina křesťanských duchovních.   Jedním z nich je i Agatho (577–681), mnich benediktinského kláštera sv. Herma v Palermu. Je mu již téměř 80 let, ale ve svém poslání […]
Zajímavosti
Krajka: Krása lehká jako dech
Nádherná krajka dodává i jednoduchému oděvu punc výjimečnosti. Na její půvab spoléhají lidé už po staletí, a to nejenom tehdy, pokud chtějí dodat svému vzhledu na eleganci. S pomocí krajky dokazují své bohatství i společenský status.   Na prvenství ve výrobě krajek si dělají nárok Italové. Závěť z roku 1493, kterou zanechá člen milánského rodu […]
Javorový sirup: Tekuté zlato z kmene stromů
Javorový sirup je nejen sladidlo s unikátní chutí, ale také symbol tradice. Tento přírodní produkt je vyráběný především z mízy javoru cukrového, javoru červeného a javoru černého, ale někdy i z dalších druhů tohoto stromu.   Téměř všechna produkce se dnes soustředí do Spojených států amerických a Kanady, kde má výroba tohoto sirupu dlouhou historii. […]
Geniální kráska Hedy Lamarrová
Když Bůh rozdával krásu a inteligenci, u Hedy musel klimbnout, protože jí nadělil dvakrát. Jak jinak si vysvětlit, že vynález, který změnil svět, má na triku nejkrásnější žena své doby?   Ve dvanácti letech vyhraje rodačka z Vídně Hedwig Kieslerová (1914–2000) soutěž krásy, v šestnácti se vetře v Berlíně k filmu jako komparzistka. Rychle upoutá […]
Výrobu skafandrů drží v rukou módní značky!
Na návrat lidí na Měsíc čekáme už přes 50 let. Příprava mise Artemis III, která tam má dopravit posádku poprvé i s ženskou účastí, je však v plném proudu! Se startem se počítá nejdříve v září 2026, už teď ale víme, jaké obleky si s sebou astronauti přibalí na procházky po měsíčním regolitu.   Skafandr […]
Záhady a napětí
Šokující zpověď Keanu Reevese: Slavný herec prý viděl duchy!
Herec se svým kamarádem zastaví stopařce. Je to mladá dívka, co se prý potřebuje dostat domů. Jenže, když se auto přiblíží až k mostu, který vede do města, děvče zmizí, jako kdyby tu ani nikdy nebylo. Šlo snad u nějaký přelud, nebo třeba ducha, který věčně bloudí krajinou?   Když je hollywoodskému herci Keanu Reevesovi […]
Populární svíčková magie: Dokáže nám vrátit zdraví?
Hořící svíčka není jen zdrojem světla. Je to nepostradatelný nástroj při magických rituálech. S její pomocí si prý člověk může splnit přání a možná dokonce uzdravit smrtelné nemoci. Co je na tom ale pravdy? Opravdu je svíčka odpovědí na všechny problémy?   Svíčky mají už po celá staletí v magických a ostatně i náboženských rituálech […]
Mumie Lindowského muže: Byl obětován keltským bohům?
Zabit čtyřmi různými způsoby a pohřben v temné bažině. Kdo byl muž, kterého příroda dokonale uchovala po dvě tisíciletí? Rána do hlavy, škrcení, proříznuté hrdlo a nakonec utopení. Tělo Lindowského muže ukrývá tolik otázek, kolik ran utržilo. Co nám keltská minulost skrývá pod vrstvami rašeliny? Byla to vražda, nebo rituál?   Je 24. květen 1984 […]
Zámek Mokrosuky: Rejdiště místních duchů?
Sedm kilometrů od bývalého královského města Sušice se nachází malá obec Mokrosuky…Málokdo však zřejmě ví, že v tomto klidném, poměrně řídce navštěvovaném koutu vesnické Šumavy se nachází několik skutečně strašidelných míst. Pověsti o nich navíc často mají až děsivě realistické jádro…   Zámek Mokrosuky najdeme na místě dávné vodní tvrzi, a to pravděpodobně už od […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
LITOMĚŘICKÉ VINOBRANÍ 2025.
epochanacestach.cz
LITOMĚŘICKÉ VINOBRANÍ 2025.
Jedná se o jednu z největších a nejoblíbenějších akcí ve městě. Slavnost sklizně vinné révy je spojena s kulturním programem, hudebními vystoupeními, degustacemi vína, burčáku a dalších pochutin. Kulturní program bude probíhat opět na několika scénách – Mírové náměstí, historická scéna, divadelní nádvoří, hradní nádvoří, Tržnice Felixe Holzmanna, Dominikánské náměstí a klub Baronka. http://mkz-ltm.cz/mimoobjekty/program/vinobrani-2025-6126.html
Mistr Frabato: Český mág světového renomé!
enigmaplus.cz
Mistr Frabato: Český mág světového renomé!
Důkazem toho, že i v Čechách se rodí novodobí čarodějové, je František Bardon (1909–1958), přezdívaný mistr Frabato či Arion. [gallery ids="158583,158585,158584"] Jeho sláva dosáhla i daleko za
Alexandr Hamilton: Chudý imigrant založil první americkou banku
historyplus.cz
Alexandr Hamilton: Chudý imigrant založil první americkou banku
Malý Alexandr sklopí zrak a zakouká se na svoje staré ošoupané boty. Srdce se mu rozbuší a jeho bledá pleť zrudne hanbou. Nechce už dál poslouchat ty jízlivé řeči o své matce. Přidá proto do kroku, aby byl doma… Píše se rok 1789 a Amerika se stále vzpamatovává z války za nezávislost. I když boje skončily
Dovolená v Turecku: Od odpočinku až po zážitkové výlety
nejsemsama.cz
Dovolená v Turecku: Od odpočinku až po zážitkové výlety
Turecko není zdaleka jen azurové moře a hřejivé sluneční paprsky až do podzimu. Vyjeďte si na lodní výlet po řece, nebo se vydejte za historickými památkami, kterých tu není málo. Istanbul Hlavní město Turecka je Mekka byzantských kostelů, barevných bazarů, trhů s kořením a osmanských mešit. Tohle v plážovém letovisku prostě nezažijete! Silnou duchovní energií na vás dýchne Modrá mešita i Chrám Hagia Sofia, jehož
Miláčka má Rusevová v cizině?
nasehvezdy.cz
Miláčka má Rusevová v cizině?
Herečka Anežka Rusevová (38) ze seriálu ZOO Nové začátky je v poslední době jako vyměněná. Zdá se, že opět hubne, aby měla ještě štíhlejší postavu. prozradila, že ze skříně vyházela neforemné obl
Jak mě snacha chtěla vyštípat z domu
skutecnepribehy.cz
Jak mě snacha chtěla vyštípat z domu
Trápila jsem se otázkou, zda mladým vyklidit pole a nechat jim svůj dům, nebo zůstat a bojovat. Nakonec jsem se rozhodla. Nikam se nehnu! Už zase jsem si zalila šálek kávy studenou vodou. Vylila jsem tu břečku do dřezu a znovu zapnula rychlovarnou konvici – ani ťuk. Pustila jsem televizi – ticho a tma jako v hrobě. Chtěla jsem rozsvítit.
Říká se, že šedý zákal….
panidomu.cz
Říká se, že šedý zákal….
…se prý má nechat uzrát, než se bude operovat. Kde se tahle lidová moudrost vzala, těžko říct. Ve skutečnosti je tomu právě naopak.   Šedý zákal se hlásí nenápadně. Začnete vidět trochu nezřetelně jako přes závoj. V noci si musíte posvítit, jinak nevidíte skoro nic, stejně tak na čtení potřebujete silnou žárovku. Přitom vás ostré
Analýza DNA jako nástroj pro identifikaci obětí hromadných katastrof
21stoleti.cz
Analýza DNA jako nástroj pro identifikaci obětí hromadných katastrof
DNA neboli deoxyribonukleová kyselina je obsažena v každé tělní buňce a nese genetický materiál jedince, který se předává při rozmnožování z rodičů na potomky. Analýza DNA pak slouží k určení fyziolog
Dýňová polévka s karotkou
tisicereceptu.cz
Dýňová polévka s karotkou
Dýňová polévka je výtečná, sytá, lehce stravitelná a hotová rychle a prakticky bez námahy. Suroviny na 4 porce 1 dýně Hokaido 2 karotky 50 g másla 1 cibule 1 l zeleninového vývaru sůl, pep
Znázornění odolnosti: Victorinox Pro Air GMT Automatic
iluxus.cz
Znázornění odolnosti: Victorinox Pro Air GMT Automatic
Společnost Victorinox dnes uvedla na světové trhy hodinky Air Pro GMT Automatic, které jsou připraveny ke vzlétnutí do nebes a zároveň jsou příkladem závazku značky ke kvalitnímu řemeslnému zpracování
Stonehenge: Věčná záhada prehistorického kolosu – Dílo obrů, trpaslíků, nebo snad mimozemšťanů?
epochaplus.cz
Stonehenge: Věčná záhada prehistorického kolosu – Dílo obrů, trpaslíků, nebo snad mimozemšťanů?
Ačkoli dnes máme k dispozici ty nejmodernější vědecké metody, stále nevíme, kdo a proč nechal postavit Stonehenge v Anglii. Prozradí nám někdy své tajemství? Tento komplex menhirů a kamenných kruhů, zapsaný na Seznamu světového dědictví UNESCO, je tak stále obestřen záhadami, na které historikové, archeologové i astronomové celá staletí marně hledají odpověď. Stonehenge je majestátním
Sklo jako působivý architektonický materiál
rezidenceonline.cz
Sklo jako působivý architektonický materiál
Velkoplošné prvky ze živého transparentního materiálu stavbu osvěžují, propouštějí do jejího nitra spoustu světla, a tím zlepšují kvalitu vnitřního prostředí. Navíc významně ovlivňují vzhled budovy. Tak jako dřevo a kámen v konstrukčních řešeních zdařile zastupuje ocel, výplně z cihelného či jiného zdiva zase velmi působivě nahrazuje sklo. Jeho vizuálního benefitu v podobě zrcadlení oblohy i
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz