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
Česká budoucnost netušených výpočtů začala. Na VŠB – Technické univerzitě Ostrava byl slavnostně spuštěn první český kvantový počítač. Jmenuje se VLQ, váží stovky kilogramů, pracuje při teplotě nižší než ve vesmíru – a otevírá zcela novou kapitolu vědy i průmyslu. V Ostravě, ve zdejším národním superpočítačovém centru IT4Innovations, se 23. září 2025 odehrál okamžik, který […]
Nenápadný kousek keramiky na prstu může nahradit hodinky, platební kartu i zdravotní deník. Niceboy ONE Ultra, první chytrý prsten s integrovanými platbami, přináší do světa nositelné elektroniky funkce, které zatím nikdo jiný nedokázal spojit. Na první pohled vypadá jako obyčejný elegantní doplněk. Váží jen pár gramů, v černém keramickém provedení působí spíše jako decentní šperk […]
Toyota v Evropě otestovala a zařadila do provozu čtyři nákladní vozy s vodíkovým pohonem. Na trasách v Belgii, Nizozemsku, Německu a Francii najely přes 80 tisíc kilometrů a ušetřily více než 80 tun emisí CO₂ oproti dieselovým vozům. Vodík na dálkové trasy Čtveřice nákladních vozidel s palivovými články rozváží díly z evropského centra Toyota Parts […]
Na první pohled vypadají jako obyčejní vlci. Ale zdání klame. Na pobřeží Britské Kolumbie  na západě Kanady žije jedinečná populace „mořských vlků“ – predátorů, kteří se místo lovu jelenů a bizonů vydali na úplně jinou cestu.   Vlny a přílivy se staly jejich revírem, ryby a škeble jejich kořistí. Jsou to vlci, kteří plavou, hrabou […]
reklama
Historie
Cordouan: Udivoval král majáků luxusem i technikou?
Na skalnatém ostrůvku uprostřed zelenomodrých vod Biskajského zálivu se z moře tyčí bílá kamenná věž. Spojuje v sobě majestát katedrály, paláce a pevnosti. Jde o Cordouan, zřejmě nejkrásnější a nejpřepychovější maják světa. Uvnitř ukrývá královský apartmán i kapli s vitrážemi.    Jen dopravit sem stavební materiál je pořádná fuška. Cordouan se totiž nachází v ústí řeky Gironde, zhruba sedm […]
Zemětřesení jako boží trest? Ve zbožném Lisabonu zůstaly stát nevěstince!
Zoufalý Josef I. prochází troskami Lisabonu. Beznaděj bije do očí. Z tepajícího velkoměsta zbyla jen hromada sutin. „Je to snad boží trest?“ ptá se sám sebe šokovaný portugalský panovník.   Obyvatelé Lisabonu nemohli dospat. V kalendáři je 1. listopad, na který připadá Slavnost Všech svatých. „Lisabon neviděl hezčí ráno než onoho listopadového dne, slunce naplno zářilo, celé […]
Krvavý skrček dal jméno teroru
Velká Stalinova politická čistka v Sovětském svazu 30. let minulého století si vyžádala na milion obětí. Označením pro toto krvavé období je slovo, při jehož vyslovení dodnes běhá mráz po zádech – Ježovština.   Otec petrohradského rodáka Nikolaje Ivanoviče Ježova (1895–1940) je mistrem mnoha řemesel a dokáže se živit jako hudebník, malíř pokojů či vedoucí nevěstince. […]
Proč spadla Cválající Gertruda?
Most přes Tacomskou úžinu nedaleko amerického Seattlu má být zázrakem moderního stavitelství…„Bude to třetí nejdelší visutý most světa,“ slibuje konstruktér Leon Solomon Moisseiff, který svými nápady již inspiroval obdivovaný projekt mostu Golden Gate v San Francisku.   Zadání je ale pro něj příliš konvenční. Požadované příhradové vazníky nahrazuje modernějšími a podstatně subtilnějšími deskovými nosníky. „Most tak […]
Zajímavosti
Chattušaš: Jak padlo velkolepé město?
Sloupy dýmu stoupají k nebi a uličkami se ozývá zoufalý křik. Útoku divokých kmenů vyzbrojených železnými zbraněmi zdejší lid nedokáže vzdorovat. Výkladní skříň Chetitů počítá své poslední hodiny. Tak jsme si ještě nedávno představovali pád Chattušaše. Jenže novější výzkumy ukazují něco trochu jiného, mnohem záhadnějšího…   Francouzský archeolog Charles Texier (1802–1871) postává na kopci nad […]
Dentální nit: Od kdy ji používáme?
Už archeologické nálezy dokazují, že se naši dávní předkové zbavují nečistot mezi zuby pomocí tenkých špičatých větviček. Dnes máme větší komfort: k odstranění jídla a plaku z obtížně dostupných míst používáme dentální nit. A tu svou mají i opice!   Za vynálezce dentální niti je považován americký zubař Levi Spear Parmly (1790–1859), který už v […]
Aniva: Maják s atomovým osudem
Mlha tak hustá, že by se dala krájet. Nepřístupné pobřeží bičuje studený vítr, jemuž značně sekunduje chladná sprcha, kterou mají na svědomí mořské vlny tříštící se o skály. Veškerému marastu tiše přihlíží kdysi majestátní maják.   Skalnatý a těžko přístupný terén na jihovýchodě ruského ostrova Sachalin v severním Pacifiku nedaleko Japonska zdobí vytáhlá stavba. Anivský […]
Charleston, tanec smrti!
V polovině 20. let minulého století je na parketu fenoménem charleston. Ovšem zatímco jedni ho milují pro jeho nespoutanou energii, druzí ho odsuzují jako nevkusný a nemravný. Ve své prapůvodní podobě se sice tančí v newyorském Harlemu už kolem roku 1913, ale slávy se dočká až o 10 let později. Brzy ale získá pověst zabijáka. […]
Záhady a napětí
Prastará svatyně v Makotřasech u Prahy: Odehrávaly se v ní děsivé rituály?
Je prý starší než anglické Stonehenge a egyptské pyramidy. Záhadná svatyně nedaleko od Prahy vzbuzuje otázky, na které se dosud nikomu nepodařilo najít odpověď. Byla to nejstarší observatoř v Evropě? Probíhaly zde brutální rituály? A proč se v této oblasti opakuje řada tragických dopravních nehod?   Když se v roce 1961 kopaly základy nové silnice z Prahy […]
Dům oběšených panenek: Záhadná expozice, která má šokovat?
Na první pohled klidná zahrada v malé vsi na Vysočině se mění v děsivou galerii. Mezi větvemi stromů se houpou desítky oběšených panenek, některé bez končetin, jiné s rozbitými tvářemi. Není divu, že tohle místo vyvolává otázky: jde o bizarní umělecký záměr, osobní démony majitele, nebo snad temné varování?   Dům, který stojí na okraji […]
Alchymista a rybníkář Jakub Krčín: Zahrával si s ďáblem?
Jakub Krčín, původem z chudého zemanského rodu, se ve službách Rožmberků vypracuje až na regenta a trvale se zapíše do dějin jako jeden z nejvýznamnějších českých rybníkářů. Podle některých pověstí za to ale nevděčí jen své píli. Občas mu prý při práci asistoval sám ďábel, se kterým se spolčil…   O lidech, kteří ve své […]
Našla CIA Archu úmluvy?
Zlatá schránka s kamennými deskami, údajně obsahujícími Desatero přikázání. Archa úmluvy, nejsvětější relikvie judaismu, je jedním z nejhledanějších artefaktů v historii lidstva. Ztratila se přitom už před tisíci lety a dodnes nebyla nalezena. Nebo ano? Podle odtajněných dokumentů by na tuto otázku mohla znát odpověď americká CIA!   Uprostřed studené války, v 80. letech, se americké […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Romantické lázně pro dva v Česku
nejsemsama.cz
Romantické lázně pro dva v Česku
Naordinujte si odpočinek v lázních! U nás jich máme řadu – termální, radonové, sirné, slatinné i klimatické. Zjistěte, kde si užijete špičkovou péči, ale i okolní krásy přírody, a navrch trochu té romantiky. Františkovy Lázně Lázeňské pavilony, v nichž vyvěrá Františkův a Luisin pramen, patří k symbolům Františkových Lázní. Díky jednotné klasicistní architektuře mají hosté dodnes
Vyvraždili muslimové tisíce židů kvůli básni?
historyplus.cz
Vyvraždili muslimové tisíce židů kvůli básni?
„To máš za to, že našemu pánu šálíš mysl, žide!“ vykřikují útočníci, zatímco svou oběť zasypávají desítkami ran. Omráčeného vezíra pak dotáhnou na otevřené prostranství a za ruce i nohy jej hřeby přitlučou k dřevěnému kříži. Kromě něj dav berberských muslimů toho dne zmasakruje možná až tisícovku rodin z místní židovské komunity, která je v
Nebuď konzerva, jdi to tuby! Nové paštiky a pomazánky na cesty
nasehvezdy.cz
Nebuď konzerva, jdi to tuby! Nové paštiky a pomazánky na cesty
Bez příboru. Bez lednice. Bez kompromisu. Krajanka to zase rozmázla – po vaničkách přichází se sterilovanými paštikami a rostlinnými pomazánkami v tubách. Ideál do regálu i na túru.   Kdo ř
Kámen Cochno: Fascinující záhada pravěkých symbolů
enigmaplus.cz
Kámen Cochno: Fascinující záhada pravěkých symbolů
Ve Skotsku je v roce 1887 objeven kámen, později nazvaný Cochno. Má pocházet z doby bronzové a obsahuje přibližně 90 zvláštních rytin. Spirály, kolečka, tečky a přímky představují vrcholné příklady te
Batátové jednohubky s lososem
tisicereceptu.cz
Batátové jednohubky s lososem
Tak trochu jiné jednohubky se hodí třeba i pro slavnostnější příležitosti. Potřebujete 2 batáty olivový olej 100 g krémového sýru 2 lžíce smetany 50 g plátků uzeného lososa sůl, mletý pepř
Poslední dar: Pacienti s AIDS věnují svá těla vědě
21stoleti.cz
Poslední dar: Pacienti s AIDS věnují svá těla vědě
S virem HIV v těle žije asi 39 milionů lidí na světě. Antiretrovirová terapie dokáže brzdit množení viru, díky čemuž se počty lidí, kteří zemřou v souvislosti s HIV, postupně snižují. V těle však i ta
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
Nechte pečivo dýchat
panidomu.cz
Nechte pečivo dýchat
Právě přivezli čerstvý chleba. Té vůni nejde odolat, nebo nemáme obchod za rohem, prostě stane se – a v tašce odnášíme víc, než se hned sní… Napadlo nás zjistit, jak je to vlastně s trvanlivostí čerstvého nebaleného pečiva a jak ho správně uložit doma. Trvanlivost pečiva je doba, po kterou si uchová nejen svoji nezávadnost, ale i
Legenda o krásné zámecké paní nelhala
skutecnepribehy.cz
Legenda o krásné zámecké paní nelhala
K tomu malému loveckému zámečku se váže vyprávění o paní baronce, která nad všemi drží ochrannou ruku. Pomohla i mé dceři. Ten zámeček je nenápadný, vědí o něm pouze místní. Skrývá se v lesíčku na úpatí Krušných hor. Nechal jej postavit jistý baron pro svou mladou ženu. Byla tak hodná, že se o ní říkalo, že to je samotný anděl, který
Vánoční sběratel připomene Vinnetoua i Tatru 603
iluxus.cz
Vánoční sběratel připomene Vinnetoua i Tatru 603
Možnost nakoupit nový materiál, originální vánoční dárky, ale především potkat se s přáteli, to vše opět nabídne vánoční veletrh Sběratel. Proběhne ve dnech 21. – 22. listopadu v hotelu Olympik a do P
Objevte kouzlo minulosti v Letohradu
epochanacestach.cz
Objevte kouzlo minulosti v Letohradu
Letohrad leží na úpatí Orlických hor, kde na vás dýchnou staré časy i láska k tradičnímu řemeslu. Je ideální na jednodenní výlet. Přestože Letohrad v okrese Ústí nad Orlicí působí na první pohled dost nenápadně, ve skutečnosti toho má návštěvníkům hodně co nabídnout. Svůj výlet můžete začít třeba v Muzeu řemesel, které patří mezi největší
Nemůžu spát, nemůžu jíst… Jak si strach pohraje s naší myslí?
epochaplus.cz
Nemůžu spát, nemůžu jíst… Jak si strach pohraje s naší myslí?
„Ven! Všichni ven!“ Ten hlas zní naléhavě. Dům se vzápětí otřese v základech a obrovské praskliny dávají tušit, že může jít k zemi. Jen v noční košili utíká chodbou, ale schodiště se jí zbortí před očima. Bude to štěstí v neštěstí. Ze závalu ji zraněnou, ale živou, vytáhnou o deset hodin později… Co když jsme
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