Ամենակայուն զրահաբաճկոնը՝ պատրաստված... սարդոստայնից

Սարդոստայնը համարվում է աշխարհի ամենաամուր և առաձգական մանրաթելերից մեկը, այն նաև ունի հակասեպտիկ հատկություն։ Տարբեր երկրների գիտնականները երկար տարիներ փորձում են հիմնել այս նյութի զանգվածային արտադրություն՝ դրանից զրահաբաճկոններ, հագուստ, վիրակապ և այլ անհրաժեշտ իրեր պատրաստելու համար։ Բայց արդյո՞ք նրանք մոտ են հաջողության այս դժվարին գործում:

Ամերիկացի գիտնականները եկել են այն եզրակացության, որ ամենադիմացկուն զրահաբաճկոնը կարելի է պատրաստել սարդոստայնից, որը հատկապես ամուր և առաձգական է։ Բացի այդ, Կալիֆորնիայի համալսարանի մասնագետները, ովքեր տասնամյակներ են անցկացրել՝ ուսումնասիրելով իրենց թեման, կարծում են, որ սարդերը արտադրում են այնքան ամուր մետաքսի նյութ, որ դրանից պատրաստված մալուխները որակով գերազանցում են արժեքավոր մետաղներից պատրաստված նմանատիպ արտադրանքներին:

Սարդոստայնը, որն, ի դեպ, կենդանական աշխարհում հանդիպում է ոչ միայն սարդերի, այլեւ մի շարք միջատների, տզերի ու հարյուրոտանիների մոտ, բնության յուրօրինակ գյուտ է։ Նրա կառուցվածքը բավականին բարդ է, թեև ընդհանուր առումներով այն կարելի է բնութագրել հետևյալ կերպ. Ցանկացած սարդի թել ունի սպիտակուցի ներքին միջուկ (այն կոչվում է սպիդրոյին, անգլիական spider, այսինքն՝ spider), որը կոչվում է ֆիբրոին, և այս միջուկը շրջապատում է գլիկոպրոտեինի (այսինքն՝ սպիտակուցին միացված ածխաջրերից) նանոմանրաթելերի համակենտրոն շերտերը։ .

Ֆիբրոինը, որը մածուցիկ, օշարակային հեղուկ է, որը պոլիմերացվում և կարծրանում է օդում, կազմում է ցանցի զանգվածի մոտ երկու երրորդը: Գիտնականներին հաջողվել է պարզել, որ ֆիբրոինի սպիտակուցներում հատկապես տարածված են երկու ամինաթթուներ՝ գլիցինը (H 2 NCH 2 COOH) և ալանինը (CH 3 CHNH 2 COOH): Հենց վերջինս է սարդաթելը գերամուր դարձնում։

Պարզվում է, որ երբ տարբեր սպիտակուցների մի քանի պոլիալանինային շրջաններ միավորվում են, նրանք սկսում են կպչել իրար։ Այնուհետև, այս խրված կտորը ծալվում է սուպերխուղակի մեջ, և այս կառուցվածքը չափազանց ամուր է միացնում տարբեր սպիտակուցի մոլեկուլների պոլիալանինային հատվածները: Ինչպես ասում են քիմիկոսները, նման մանրաթելի ուժը մոտենում է տեսականին, այսինքն՝ քիմիական կապերի խզման ուժին։

Պարզվել է, որ ցանցում պոլիալանինային հատվածները միմյանց հետ կապված են ոչ թե մեկ կետում, ինչպես երկաթե մետաղալարով մետաղական բյուրեղները, այլ «համընկնմամբ», այսինքն՝ միաժամանակ հազար կետերում: Նման միացում կոտրելը քսան անգամ ավելի դժվար է, քան պղնձե մետաղալարը: Հետաքրքիր է, որ նման ուժեղ կպչունության դեպքում սարդի թելը շարունակում է մնալ առաձգական: Բայց դրա համար պատասխանատու է մեկ այլ «զանգվածային» ամինաթթու՝ գլիկինը:

Այն տարածքները, որտեղ շատ գլիցին կա, կազմում են խիտ գնդիկ, որի մեջ, ասես, ներկառուցված են պոլիալանինային կառուցվածքներ։ Եթե ​​ձգեք այս գնդակը, նրա էնտրոպիան (այսինքն՝ քաոսի աստիճանը) կնվազի, իսկ ազատ էներգիան կավելանա։ Բայց, հենց որ լարվածությունը հանվի, համակարգը վերադառնում է առավելագույն էնտրոպիա և նվազագույն ազատ էներգիա ունեցող վիճակի, այսինքն՝ վերադառնում է գնդակի: Պարզվում է, որ սարդոստայնի առաձգականությունը ֆիզիկական տեսանկյունից ունի նույն բնույթը, ինչ կաուչուկի առաձգականությունը։

Բացի սպիտակուցային և ածխաջրային բաղադրիչներից, ցանցը պարունակում է նաև անօրգանական նյութեր, օրինակ՝ ջրածնի ֆոսֆատ և կալիումի նիտրատ։ Ենթադրվում է, որ դրանք մի տեսակ հակաբիոտիկ են, որը պաշտպանում է arachnoid թելը սնկերից և բակտերիաներից: Հենց նրանք են ապահովում այս նյութի հակասեպտիկ հատկությունը, որի մասին մարդիկ գիտեն դեռևս քարե դարից։

Այսպիսով, ինչպես տեսնում եք, համացանցը շատ լավ կարող է օգտակար լինել մարդուն: Եվ ոչ միայն զրահաբաճկոնի համար: Գիտնականները կարծում են, որ այն կպատրաստի թեթև և հարմարավետ հագուստ, պարաշյուտներ, գորգեր և վիրակապեր: Միակ խնդիրն այն է, որ այժմ բավականին դժվար է այն ձեռք բերել։ Իհարկե, ի վերջո, ըստ արախնոլոգների հաշվարկների, ցանցից ընդամենը մեկ մետր հյուսվածք ստանալու համար անհրաժեշտ է ավելի քան 400 սարդի «աշխատանք»:

Այս արարածներն իրենց հերթին, որպես կանոն, չեն դիմանում միմյանց, ուստի նրանց միասին պահելը բավականին դժվար է։ Այդ իսկ պատճառով առաջին անգամ սարդերի ֆերմա կազմակերպելու փորձը (դա տեղի է ունեցել 300 տարի առաջ՝ 18-րդ դարում) ձախողվել է։ Սարդերը, որոնք սիրով հավաքել էր ֆրանսիացի միջատաբան Բոն դե Սենտ-Իսլեն, ուղղակի ուտում էին միմյանց։ Եվ ոչ թե սնունդը վերջացավ, այլ այս հոդվածոտանիների բնույթն է:

Սակայն նրանցից ոչ բոլորն են այդպիսի մարդատյաց (կամ, ավելի ճիշտ, միսարախնիա): Կան նաև սոցիալական սարդեր, որոնք ապրում են մեծ գաղութներում մեկ լայն ցանցում: Այդպիսիք են, օրինակ, Theridion nigroannulatum-ը Հարավային Ամերիկայից (նրանց գաղութները պարունակում են մի քանի հազար առանձնյակ, իսկ ցանցի տրամագիծը կարող է գերազանցել հինգ մետրը)։ Ի դեպ, հին ժամանակներում պարագվայացի և բրազիլացի հնդիկները դրա ցանցից գործվածքներ էին պատրաստում։ Բավական խոստումնալից է նաև գերության մեջ աֆրիկյան Stegodyphus mimosarum-ի բուծումը, որի անհատները կառուցում են ընդհանուր պարկի նման բույն (մինչև մեկուկես մետր երկարությամբ) և բոլորը միասին որս են անում դրա մակերեսին: Այնուամենայնիվ, ինչպես բախտը բերեց, այս տեսակների ցանցը այնքան էլ լավ չէ, այն առաձգական է, բայց ավելի հեշտ է կոտրվել, քան միայնակ որսորդները (կարծիք կա, որ ամենաբարձր որակի ցանցերը հյուսում են սեռի ներկայացուցիչները. Նեֆիլան, և նրանք հակված են միայնության):

Բացի այդ, կա սարդերին անձամբ «կթելու» միջոց։ Դրա համար սարդին ոտքերով ժապավենով կպցնում են սեղանին, որից հետո նրա արախնոիդային խցուկներից զգուշորեն սեղմում են սարդոստայնի մի կտոր։ Այն կպչում է ապակե ձողի վրա, որն այնուհետ մտցնում են գայլիկոնի մեջ և միացնում ցածր արագությամբ։ Հինգ րոպե անց սարդն ամբողջությամբ կթվում է։ Ինչպես տեսնում եք, այս մեթոդով սարդերը կարիք չունեն անմիջական շփման մեջ մտնելու միմյանց հետ, նրանք կարող են ապրել անձնական պարիսպներում: Այնուամենայնիվ, այս արտադրության մեթոդով վերջնական արտադրանքի եկամտաբերությունը շատ փոքր է. արդյունքը ընդամենը մի քանի միլիգրամ կշռող սարդոստայնի կապոց է:

Այսպիսով, ինչպես հասկանում եք, սարդեր պահելը բավականին դժվար է և թանկ։ Այդ իսկ պատճառով գիտնականները վերջերս փորձում են մոբիլիզացնել այլ կենդանի էակներ՝ ցանցեր արտադրելու համար։ Անցյալ դարի վերջին վերծանվեց սարդոստայնի սպիտակուցի գենը։ Այդ ժամանակից ի վեր կենսաբանները փորձում են այն ներդնել վայրի բնության բազմազանության մեջ՝ բակտերիայից մինչև այծ:

Թվում է, թե ամենադյուրին ճանապարհը կլինի բակտերիաների փոփոխումը, դա հեշտ է տեխնիկական տեսանկյունից և բավականին տնտեսական, քանի որ դրանց սպասարկումն էժան է. Այնուամենայնիվ, այստեղ մանրէաբանները հանդիպեցին մեկ անսպասելի խնդրի. Ինչպես հիշում ենք, իր բաղադրության մեջ մի շարք նյութերի առկայության պատճառով սարդոստայնն ունի հակաբակտերիալ հատկություն։ Պարզվել է, որ որոշ ժամանակ անց ցանց արտադրող բակտերիաները սատկել են սեփական արտադրանքից։ Բացի այդ, պարզվել է, որ այս գենը բավականին բարդ ու ծանրաբեռնված է, ուստի բակտերիաները փորձել են ազատվել դրանից, ինչը նրանց հաճախ հաջողվում է։

Վերջերս կանադացի գիտնականները փորձել են այս գենը ներմուծել ընտանի այծի (Capra aegagrus hircus) բջիջներում, որպեսզի սպիդրոյինը հայտնվի այս կենդանու կաթում, որտեղից այն հեշտությամբ կարելի է արդյունահանել։ Սակայն նրանց հիասթափություն էր սպասվում՝ այս սպիտակուցի քանակությունը կաթում պարզվեց, որ աննշան է, նույնիսկ ավելի քիչ, քան ստացվել է սարդերի անձնական կթումից։

Գեյթերսլեբենի գերմանացի մասնագետները, ինչպես նաև գենետիկայի պետական ​​գիտահետազոտական ​​ինստիտուտի սպիտակուցային ինժեներական լաբորատորիայի առաջատար աշխատակից, ռուս մոլեկուլային կենսաբան Վլադիմիր Բոգուշը այլ ճանապարհով են գնացել։ Այս հետազոտողները սարդանման գեներ են ներմուծել այնպիսի բույսերի մեջ, ինչպիսիք են կարտոֆիլը և ծխախոտը: Նրանց հաջողվել է կարտոֆիլի պալարներում և ծխախոտի տերևներում ստանալ մինչև երկու տոկոս լուծվող սպիտակուցներ, որոնք հիմնականում բաղկացած են սպիդրոյնից։ Սակայն, ինչպես ցույց են տվել հետագա հետազոտությունները, ներմուծված գեները բույսերում արմատ չեն գցել և շուտով կտրվել են նրանց գենոմից:

Հաշվի առնելով նախորդ անհաջող փորձը՝ Բոգուշի խումբը որոշեց փորձել սպիդրոին գենը ներմուծել միկրոսկոպիկ խմորիչ սնկերի մեջ (Saccharomycetales): Այստեղ գենը բավականին լավ արմատավորվել է։ Այսպիսով, ներկայումս այս սնկերը արհեստական ​​սարդոստայնի արտադրության միակ «կենսագործարանն» են աշխարհում։

Նման ցանցը պատրաստվում է հետևյալ կերպ՝ նախ ավելացնում են կենսազանգվածը, ապա ոչնչացնում են սպիդրոյին պարունակող խմորիչ բջիջները։ Այնուհետև ստացված խառնուրդից արդյունահանվում է այս սպիտակուցը, որից հետո այն մեկուսացվում է իր մաքուր տեսքով, չորանում և ստացվում է բամբակյա բուրդ որոշակիորեն հիշեցնող նյութ։ Դժվարությունը, սակայն, այն է, որ դրանից թել պտտելն այլևս հնարավոր չէ. չէ՞ որ այդ ժամանակ ֆիբրոինը արդեն կարծրացել է։ Եվ, իհարկե, այս «բամբակյա բուրդի» մի կտորից չես կարող որևէ տեսակի զրահաբաճկոն պատրաստել։

Այսպիսով, ինչպես տեսնում եք, մինչ այժմ ոչ ոք չի կարողացել արհեստական ​​ցանցի արտադրության արդյունաբերական մեթոդ ստեղծել։ Սակայն հնարավոր է, որ դա տեղի ունենա շուտով։ Իսկ հետո բուսական և սինթետիկ մանրաթելերից պատրաստված հագուստ, հավանաբար, միայն թանգարաններում կգտնվեն։ Կեվլարի զրահաբաճկոնների և շղարշե վիրակապերի պես...

ԱՄՆ զինվորականները մշակում են հատուկ սարք, որը կարող է դադարեցնել արյունահոսությունը (ներառյալ ներքին արյունահոսությունը):

Վնասվածքի հետևանքով ներքին արյունահոսությունը մարտի դաշտում զինվորների մահվան հիմնական պատճառն է։ Բժիշկների մոտենալու համար ժամանակ շահելու համար նախատեսվում է օգտագործել հատուկ վիրակապ՝ ներկառուցված ուլտրաձայնային այրիչով։
Սարքն ի վիճակի է կենտրոնացնել ուլտրաձայնային ալիքները, որպեսզի փակի արյան անոթները և դադարեցնի արյունահոսությունը նույնիսկ մարմնի հյուսվածքների խորքում:

Սարդոստայնի զրահաբաճկոն

Ամենակարևոր զրահաբաճկոնը կարելի է պատրաստել սարդոստայնից, քանի որ այն ունի հատուկ ուժ և առաձգականություն, ասում են Կալիֆորնիայի համալսարանի ամերիկացի գիտնականները։

Սարդերը մետաքս են արտադրում այնքան ամուր, որ դրանից պատրաստված մալուխներն իրենց որակով գերազանցում են արժեքավոր մետաղներից պատրաստված մալուխներին։

Ցանցը բաղկացած է ավելի քան 50%-ով պոլիմերացված սպիտակուցից և կոտրվում է միայն 200-400%-ով ձգվելիս։ Սարդերը հաճախ նորից օգտագործում են սարդի մետաքսը՝ ուտելով անձրևից, քամուց կամ միջատներից վնասված թելերը: Այն մարսվում է հատուկ ֆերմենտների օգնությամբ։ Յուրաքանչյուր սարդ ի վիճակի է արտադրել մի քանի տարբեր տեսակի ցանցեր

Զրահաբաճկոնների վերջին մոդելները պատրաստված են Kevlar գործվածքից։ Այնուամենայնիվ, բնական սարդոստայնի ուժը դեռևս 3 անգամ ավելի առաձգական է, քան Kevlar-ը և հինգ անգամ ավելի ամուր, քան արդյունաբերական պողպատը:

1999 թվականին Թաիլանդի Ռաջամանգալայի տեխնոլոգիական ինստիտուտի մասնագետները հայտնել են, որ ստեղծվել է զրահաբաճկոն, որն օգտագործում է սովորական սարդերի ցանցը։ Այս ցանցից նյութի 16 շերտը կարողացավ կանգնեցնել 9 մմ փամփուշտը, իսկ դրանից պատրաստված ժիլետները հաջողությամբ պաշտպանեցին 22 տրամաչափի զենքերից կրակոցներից:

Երկար ժամանակ հետազոտության առարկան ամենավտանգավոր արախնիդների՝ սև այրի սարդերի ներկայացուցիչներն էին, որոնց ցանցն ավելի ամուր է, քան սովորական սարդերը։

Այնուամենայնիվ, վերջերս Մադագասկար Դարվինի սարդը համարվում է հատկապես դիմացկուն ազդեցության ուժով, այն 10 անգամ ավելի ամուր է, քան Կևլարը:

Այնուամենայնիվ, դեռևս հնարավոր չի եղել արհեստական ​​ցանցի արդյունաբերական արտադրություն հիմնել։
Հիմնական պատճառն այն է, որ սարդերը գիշատիչներ են և կարող են սկսել ուտել միմյանց։
Ամերիկացի գիտնականներն այժմ փորձում են ստեղծել դրա արհեստական ​​անալոգը։

Դուք գիտեի՞ք։

Դեկարտյան կոորդինատային համակարգի առավելությունները

Հայտնի անգլիացի ֆիզիկոս Ուիլյամ Թոմսոնը (Լորդ Քելվին) երկար տարիներ եղել է Գլազգոյի համալսարանի պրոֆեսոր։
Իր դասախոսություններից մեկի ժամանակ մի ուսանող թափահարեց ոտքերը և անհանգստացրեց Թոմսոնին։ Գիտնականը որոշել է վերջ տալ սրան։
Նա կանչեց ծառային և մի քանի բառ ասաց նրա ականջին։ Նա հեռացավ հանդիսատեսից ու տասը րոպե անց վերադարձավ՝ սանտիմետրը ձեռքին։
Մի պատի երկայնքով որոշակի հեռավորություն չափելով՝ նա նշեց այս տեղը, այնուհետև չափեց մեկ այլ հեռավորություն ուղղահայաց պատի վրա և ինչ-որ բան ասաց Թոմսոնին։ «Պարոն Սմիթ, դուք էիք աղմուկ բարձրացնողը: Թողե՛ք հանդիսատեսին»,- ասել է Թոմսոնը։ Սմիթը կարմրեց և հեռացավ։
Պարզվեց, որ նախարարը, հրաման ստանալով, մտել է դահլիճի հատակը ծառայող փայտե հարթակի տակ և, պարզելով, թե որտեղ է աղմուկը, չափել է այս վայրի հեռավորությունը երկու պատերից։ Հետո այս չափումները կրկնվեցին ուսանողների աչքի առաջ, և պրոֆեսորի համար որոշվեց միջամտության վայրը։
«Դեկարտյան կոորդինատային համակարգի առավելությունները,- ավելացնում է այս տեսարանի ականատես անգլիացի հայտնի քիմիկոս Ռամզեյը,- փորձարարականորեն ցուցադրվեցին, և միևնույն ժամանակ արդարության պահանջները բավարարվեցին։

Ամերիկացի զինվորականներն ու ոստիկանները պաշտպանական նպատակներով կրում են ծանր, կոշտ զրահաբաճկոններ, որոնք կարող են ապահովել պաշտպանության բավարար մակարդակ։ Այնուամենայնիվ, Մադագասկարի սարդի մետաքսը 10 անգամ ավելի ամուր է, քան Kevlar-ը, որն օգտագործվում է զրահաբաճկոնների մեծ մասում:

Եթե ​​հնարավոր լիներ արդյունաբերական մասշտաբով սարդի մետաքս արտադրելու մեթոդ հորինել, ապա զրահը կպատրաստվեր թեթև, ծանր նյութից, որը կարող էր հուսալիորեն պաշտպանել մարմինը փամփուշտներից և բեկորներից:

Այս ոլորտում առաջին փորձարկումներից հետո մի քանի տասնամյակ անցնելուց հետո գիտնականները վերջապես իրական հնարավորություն ունեն սարդի մետաքսից պաշտպանիչ զրահաբաճկոններ պատրաստելու միջոց գտնել:

Բացի շատ նորարար գաղափար լինելուց, դա նաև նշանակում է, որ զինվորներն ու ոստիկանները կհամալրվեն ծայրահեղ թեթև, ճկուն և ծայրահեղ դիմացկուն զրահաբաճկոններով, որոնք կարող են արդյունավետորեն դիմակայել մարմին ներթափանցող փամփուշտներին: Այժմ ամերիկացի զինվորները կրում են ծանր, մեծածավալ պաշտպանիչ սարքավորումներ, որոնք սահմանափակում են շարժումը: Սովորաբար դրանք չափազանց ծանր ժիլետներ են՝ առնվազն երկու կերամիկական թիթեղներով, որոնք նախատեսված են զինվորի մարմնի վերին մասը նռնակի բեկորներից և փամփուշտներից պաշտպանելու համար:

Պինդ զրահի գործարկման սկզբունքն այն է, որ դրա մակերեսի հակազդող ուժը համարժեք է փամփուշտի հարվածային ուժին։ Այնուամենայնիվ, որքան շատ պաշտպանություն ապահովի զրահը, այնքան ավելի ծանր և անհարմար կլինի ժիլետը: Ամենաթեթև զրահաբաճկոնը կարող է պաշտպանել միայն փոքր տրամաչափի արկից, որի հարվածի ուժը համեմատաբար ցածր է։ Կոշտ զրահի պաշտպանության մակարդակը կարելի է բարձրացնել՝ ավելացնելով լրացուցիչ պաշտպանիչ թիթեղներ։

Թեև անձնական պաշտպանիչ սարքավորումները կարևոր են, ոստիկանության ձեռնարկներում սովորական պրակտիկա է նշել, որ զրահաբաճկոն չունեցող սպան 14 անգամ ավելի հավանական է, որ սպանվի կրակոցից: Ոստիկանության աշխատակիցները պետք է ընտրություն կատարեն մանևրելու, ազատ տեղաշարժվելու և գնդակով դիպչելու հնարավորության միջև։

Պատերազմական գոտիներում զինվորները կրում են զրահաբաճկոններ ամեն օր, մինչդեռ ավելի քիչ ռիսկային իրավիճակներում գտնվող ոստիկանները հաճախ նախընտրում են միջին անվտանգության զրահի հարմարավետությունն ու թեթևությունը: Գնդակը, բախվելով զրահաբաճկոնի մակերեսին, մարմնի վրա թողնում է այսպես կոչված տրանս-օբստրուկտիվ վնասվածք՝ հարվածի ուժը բաշխելով մարմնի բոլոր հարթությունների վրա, ինչի հետևանքով այն չի կենտրոնանում մի կետում։ Փափուկ գործվածքների զրահը դանդաղեցնում է գնդակի կամ բեկորների թռիչքը մի քանի շերտերի կամ միահյուսված մանրաթելերի առկայության պատճառով, որոնք գործում են ձկնորսական ցանցի կամ սարդոստայնի ձևով:

Պաշտպանության բարձր մակարդակով թեթև ճկուն զրահը, որը բնորոշ է հատուկ նշանակության զինվորների զրահաբաճկոնին, մինչև վերջերս միայն երազանք էր:

Նշվում է, որ DuPont-ի Kevlar փափուկ զրահի գործվածքը հինգ անգամ ավելի ամուր է, քան պողպատը և լայնորեն օգտագործվում է ոստիկանության աշխատակիցների կողմից: Այնուամենայնիվ, սարդի մետաքսի ուժը դեռևս գերազանցում է իր արհեստական ​​նմանակներին, և մի քանի տասնամյակ գիտնականները փորձել են զրահ ստեղծել Սարդ-մարդու ոճով:

Հետազոտողները հերթով փորձում են հավաքել սարդի ցանց, որն իր քաշով ավելի թեթև է և միևնույն ժամանակ երեք անգամ ավելի առաձգական, քան Kevlar-ը, բայց նաև հինգ անգամ ավելի ամուր, քան արդյունաբերական պողպատը: Չնայած իր չափսերին և քաշին, սարդի մետաքսը բնական կարողություն ունի դիմակայելու հզոր ազդեցության ուժերին:

Անցյալ տարի Հայդելբերգի տեսական գիտությունների ինստիտուտի գերմանացի գիտնականների խումբը հետազոտություն է անցկացրել՝ պարզելու մեխանիզմի բաղադրիչները, որոնք սարդի մետաքսն այդքան ամուր են դարձնում: Սարդի մետաքսե գործվածքի արտադրության մեջ կա երկու հիմնական քայլ՝ փափուկ, մածուցիկ գել, որը սկզբում պարունակվում է սարդի որովայնում, այնուհետև վերածվում է շատ ամուր թելի, երբ գելը դուրս է գալիս սարդի մարմնից: Հետազոտության արդյունքները, որոնք հրապարակվել են Biophysical Journal-ում, ցույց են տալիս, որ այն բաղադրիչները, որոնք մետաքսին տալիս են առաձգականություն, նույնպես օգնում են թելը չափազանց ամուր դարձնել: Եվ չնայած սարդի մետաքսի հատկությունները սեփական նպատակների համար օգտագործելը առաջին հայացքից իրագործելի խնդիր չի թվում, այնուամենայնիվ, նվիրական նպատակը դեռ շատ հեռու է, և դրան տանող ճանապարհը չի գալիս առանց լուրջ դժվարությունների:

Գիտնականների առջև ծառացած մարտահրավերների թվում է իդեալական սարդի մետաքսի գենոմը որոշելու անհրաժեշտությունը, ինչպես նաև գտնել մի մեթոդ, որը թույլ կտա սինթեզել մետաքս արտադրող սպիտակուցային տարրը, ինչպես նաև որոշել նման սպիտակուցային տարրի արտադրության մեթոդ: անհրաժեշտ քանակությամբ:

Բավական երկար ժամանակ հետազոտության առարկան ամենավտանգավոր արաչնիդների ներկայացուցիչն էր՝ սև այրին, որի ցանցը զրահի մեկնարկային նյութն է, որի ուժն ավելի բարձր է, քան կևլարը և պողպատը։

Սակայն սարդերի բուծման ժամանակ հետազոտողները բախվեցին մեկ խնդրի՝ սարդերը չէին կարողանում լեզու գտնել միմյանց հետ և անընդհատ կռվում էին՝ բավարար նյութ չարտադրելով։ 2007 թվականին Կալիֆորնիայի համալսարանի գիտնականները հայտարարեցին, որ իրենք լուծել են սև այրու մետաքսի գենոմի առեղծվածը և հետագայում մտադիր են արհեստականորեն ստեղծված գեներ ներմուծել լոլիկի բույսերի մեջ, ինչը, նրանց կարծիքով, կարող է հանգեցնել սարդի մետաքսի լոլիկի արտադրությանը:

Լոլիկի բույսերը, հացահատիկները, բակտերիաները, խմորիչները և նույնիսկ այծերը, բոլորը տեխնիկական միջոցների հետ մեկտեղ օգտագործվել են որոշ ժամանակ՝ փորձելով սարդի գելը վերածել պինդ թելերի:

Մետաքսի որդերն արտադրում են նուրբ մետաքս, սակայն նրանք ունեն հսկայական բնական ներուժ մի քանի օրվա ընթացքում մինչև մեկ կիլոմետր մետաքս արտադրելու համար: 1999 թվականին Թաիլանդի Ռաջամանգալայի տեխնոլոգիական ինստիտուտը հայտնել է, որ ստեղծվել է զրահաբաճկոն, որն օգտագործում է սովորական սարդոստայն, որը մեծ արտադրություն չի պահանջում։ Փորձարկումների ընթացքում մետաքսի 16 շերտերը կարողացել են կանգնեցնել 9 մմ տրամաչափի փամփուշտը, և այդ նյութից պատրաստված ժիլետները հաջողությամբ պաշտպանել են .22 տրամաչափի զենքերից արձակված կրակոցներից:

Այս ոլորտում վերջին նվաճումների հեղինակները Վայոմինգի համալսարանի ներկայացուցիչներ են, նրանց հետազոտության արդյունքները հայտնվել են Proceedings of the National Academy of Sciences-ի էջերում: Հրապարակված տեղեկատվության համաձայն՝ հետազոտողներին հաջողվել է գենետիկորեն ձևափոխել մետաքսի որդերը՝ ստեղծելով ճիճու և սարդի մետաքսի խառնուրդ, որը նույնքան ամուր է, որքան սարդի մետաքսը:

Ենթադրվում է, որ սարդի մետաքսից պատրաստված զրահի Սուրբ Գրալը կհայտնաբերվի, երբ բացահայտվի Մադագասկարի սարդի գենոմի գաղտնիքը, որի ցանցը, ենթադրաբար, 10 անգամ ավելի ուժեղ է, քան Կևլարը, նման հայտնագործությունը թույլ կտա կառուցել: մետաքսի արտադրության գործարանների. Մադագասկարի սարդի մետաքսը համարվում է մոլորակի վրա գոյություն ունեցող ամենաուժեղ նյութը, այն 100 անգամ ավելի ամուր է, քան ցանկացած այլ մետաքս:

Այս սարդը հայտնաբերվել է Մադագասկարում անցյալ տարի, նրա ցանցը կարող է ունենալ մինչև 25 մետր շրջագիծ, նյութը չափազանց առաձգական է և ունի գնդակի ուժին դիմակայելու եռակի կարողություն, քան Կևլարը:

Պարաշյուտներ, օդային բարձիկներ, սպորտային հագուստ, ձկնորսական ցանցեր. սարդի մետաքսի հնարավոր կիրառությունների ցանկը շարունակվում է:

Ներկայումս ուսումնասիրություններ են կատարվում դրա օգտագործման բժշկական կիրառություններում՝ վիրաբուժական կարերում, երկարակյաց արհեստական ​​ջլերում և կապաններում, ինչպես նաև որպես նյարդային հյուսվածքի վերականգնման լրացուցիչ միացություն, որն օգտագործում է մետաքսի առաձգականությունը:

Ամփոփելու համար Մադագասկար սարդի մետաքսի մասին ներկայումս հայտնի բոլոր տեղեկությունները, կարող ենք ասել, որ ոստիկանության զրահաբաճկոնում նման նյութի օգտագործումը հեղափոխություն կլինի իրավապահ մարմինների համար սարքավորումների ոլորտում:

Ժիլետ Furlana-ից (նկարագրություն)

Ես երկար ժամանակ է, ինչ նայում եմ մանվածքին Թուրքական արտադրող (ՖՈՒՐԼԱՆԱ) Ալիզից։ Բայց ինչ-որ կերպ ես չկարողացա որոշել գնել այն ... Ես երբեք չեմ սիրել «խոտ» և նմանատիպ փափկամազ թելեր, որոնք նմանակում են մորթին: Եվ հետո, դե, ուղղակի վախը խորտակվեց իմ հոգում, ես շատ էի ուզում փափկամազ ժիլետ :) Պատկերացրեք իմ զարմանքը, երբ հենց փետրվարի 14-ի տոնի կապակցությամբ ստացա մի հրաշալի ասեղնագործուհուց և ուղղակի լավ, բարեսիրտ. անձ Լենա Սակուրա «Տրամադրության սեմինար» բլոգից «շատ առատաձեռն փաթեթ նվեր, որը ներառում էր նաև ցանկալի Ֆուրլանայի 5 թանկագին շղարշ: Շատ շնորհակալ եմ, Լենչիկ։

Մի քանի օր շրջում էի թելերի շուրջը, օհով ու ահով, բայց չէի համարձակվում հյուսել, քանի որ հարմար ասեղներ չկային... Արտադրողը խորհուրդ է տալիս հյուսել 8-12 մմ տրիկոտաժի ասեղներով, իսկ իմ տանը՝ ամենահաստը։ Պարզվեց, որ տրիկոտաժի ասեղները թիվ 6 էին, որոնցով ես հյուսում էի, ստացիր քեզ վերարկու՝ պատրաստված հաստ մանվածքից YarnArt Merino Bulky: Բայց, ինչպես ասում են, բանաստեղծի հոգին չդիմացավ ու որոշեց վեցով հյուսել :) Ու գիտե՞ք, կարծես թե լավ ստացվեց, բայց ավելի մեծ տրիկոտաժե ասեղներով, կարծում եմ, թելի սպառումը երևի քիչ կլիներ.. Իմ դեպքում ժիլետի համար պահանջվել է ուղիղ 5 շղթա։ Դե, հենց այնպես, մնացել է ընդամենը 3 սմ թել, ես երբեք այդքան ճշգրիտ հարված չեմ ունեցել :)

Մի փոքր մանվածքի մասին.

Բաղադրությունը՝ 45% բուրդ, 45% ակրիլ, 10% պոլիամիդ

Ես օգտագործեցի 203 գույնի ջինսե մելանժը (5 շղարշ), տրիկոտաժի ասեղներ թիվ 6 (շատ ազատ տրիկոտաժե), ընդամենը մի քիչ ժամանակ... և հիմա ցույց եմ տալիս արդյունքը:

Ես ձեզ հետ կկիսվեմ իմ տրիկոտաժի նկարագրությամբ (36 չափսի համար), որը պարզապես ահավոր պարզ է (մի մոռացեք, խնդրում եմ, այս նյութը պատճենելը հնարավոր է ՄԻԱՅՆ, եթե նշեք հեղինակին և ակտիվ ինդեքսավորված հղումը Lena Craftswoman-ին: Շնորհակալություն դու):

Ես ձուլեցի 56 կար և ուղիղ (առանց ավելացման կամ նվազման) կարի կարով (բոլոր շարքերը հյուսեցի) մինչև բազկաթոռները: Ես ստացել եմ 49 սմ:

Ձախ դարակ = 13 հանգույց

1 շարք - 13 տրիկոտաժե կար

2-րդ շարք - եզր, 2 տրիկոտաժե կար միասին, 9 տրիկոտաժե կար, ծայր

Շարք 3 - 12 տրիկոտաժե կար

4-րդ շարք - եզր, 2 տրիկոտաժե կար միասին, 8 տրիկոտաժե կար, ծայր

Հետ = 26 հանգույց:

1 շարք - ծայր, 2 տրիկոտաժե կար միասին, 20 տրիկոտաժե կար, 2 տրիկոտաժե կար միասին, եզրային շարք

Շարք 2 - 24 տրիկոտաժե կար

Շարք 3 - ծայր, հյուսել 2-ը միասին, հյուսել 18 կար, հյուսել 2-ը միասին, եզր

Աջ դարակ = 13 հանգույց

1 շարք - ծայր, 2 հյուսված կար միասին, 9 տրիկոտաժե կար, ծայր

2-րդ շարք - 12 տրիկոտաժե կար

Շարք 3 - եզր, հյուսել 2-ը միասին, 8 տրիկոտաժե կար, եզր

Ընդհանուր առմամբ մենք իմացանք.

դարակներ - յուրաքանչյուրը 11 հանգույց, ետ - 22 հանգույց:

Հասկանալի լինելու համար սա է դիզայնը...

Ուսի հատվածների թեւանցքի կողմից փակեք 7 օղակ։ Արդյունքում դարակների վրա կունենանք 4 օղակ, իսկ հետևի մասում՝ 8 օղակ։

Մենք այս օղակները գցում ենք տրիկոտաժի ասեղների վրա, մինչդեռ 3 հանգույց ավելացնում ենք ուսի ցատկողների մեջ = 22 օղակ (մանյակ). Նայեք իմ տեխնիկական գծագրին, թեև այն ծուռ է, ձեզ համար կարող է ավելի պարզ դառնալ :)

Մենք հյուսում ենք կապիչի կարով մինչև օձիքի պահանջվող բարձրությունը և կապում օղակները:

Վերջ, ժիլետը պատրաստ է, մնում է սպասել ավելի տաք օրերի :)

Ինձ մի գոտի շատ էր պետք... 100 կար դրեցի ու կարի կարով 2 շարք հյուսեցի... իսկ գոտին պատրաստ է! Եվ որպեսզի այն չկորցնեմ, ես դարակների վրա 4 օդային օղակներից շղթաներ հյուսեցի նույն բարձրության վրա և խնամքով ամրացրեցի սխալ կողմից:

Այսքանը, պատրաստ գարնանը:

Բարի օր և լավ տրամադրություն:

Սարդոստայնը համարվում է աշխարհի ամենաամուր և առաձգական մանրաթելերից մեկը, այն նաև ունի հակասեպտիկ հատկություն։ Տարբեր երկրների գիտնականները երկար տարիներ փորձում են հիմնել այս նյութի զանգվածային արտադրություն՝ դրանից զրահաբաճկոններ, հագուստ, վիրակապ և այլ անհրաժեշտ իրեր պատրաստելու համար։ Բայց արդյո՞ք նրանք մոտ են հաջողության այս դժվարին գործում:

Ամերիկացի գիտնականները եկել են այն եզրակացության, որ ամենադիմացկուն զրահաբաճկոնը կարելի է պատրաստել սարդոստայնից, որը հատկապես ամուր և առաձգական է։ Բացի այդ, Կալիֆորնիայի համալսարանի մասնագետները, ովքեր տասնամյակներ են անցկացրել՝ ուսումնասիրելով իրենց թեման, կարծում են, որ սարդերը արտադրում են այնքան ամուր մետաքսի նյութ, որ դրանից պատրաստված մալուխները որակով գերազանցում են արժեքավոր մետաղներից պատրաստված նմանատիպ արտադրանքներին:

Սարդոստայնը, որն, ի դեպ, կենդանական աշխարհում հանդիպում է ոչ միայն սարդերի, այլեւ մի շարք միջատների, տզերի ու հարյուրոտանիների մոտ, բնության յուրօրինակ գյուտ է։ Նրա կառուցվածքը բավականին բարդ է, թեև ընդհանուր առումներով այն կարելի է բնութագրել հետևյալ կերպ. Ցանկացած arachnoid թել ունի սպիտակուցի ներքին միջուկ (այն կոչվում է spidroin, անգլերենից սարդ, այսինքն՝ սարդը), որը կոչվում է ֆիբրոին, և շրջապատում է այս միջուկը գլիկոպրոտեինի համակենտրոն շերտերը (այսինքն՝ ձևավորված ածխաջրերից՝ կապված սպիտակուցի հետ) նանոմանրաթելերի վրա։

Ֆիբրոինը, որը մածուցիկ, օշարակային հեղուկ է, որը պոլիմերացվում և կարծրանում է օդում, կազմում է ցանցի զանգվածի մոտ երկու երրորդը: Գիտնականներին հաջողվել է պարզել, որ ֆիբրոինի սպիտակուցներում հատկապես տարածված են երկու ամինաթթուներ՝ գլիցինը (H 2 NCH 2 COOH) և ալանինը (CH 3 CHNH 2 COOH): Հենց վերջինս է սարդաթելը գերամուր դարձնում։

Պարզվում է, որ երբ տարբեր սպիտակուցների մի քանի պոլիալանինային շրջաններ միավորվում են, նրանք սկսում են կպչել իրար։ Այնուհետև, այս խրված կտորը ծալվում է սուպերխուղակի մեջ, և այս կառուցվածքը չափազանց ամուր է միացնում տարբեր սպիտակուցի մոլեկուլների պոլիալանինային հատվածները: Ինչպես ասում են քիմիկոսները, նման մանրաթելի ուժը մոտենում է տեսականին, այսինքն՝ քիմիական կապերի խզման ուժին։

Պարզվել է, որ ցանցում պոլիալանինային հատվածները միմյանց հետ կապված են ոչ թե մեկ կետում, ինչպես երկաթե մետաղալարով մետաղական բյուրեղները, այլ «համընկնմամբ», այսինքն՝ միաժամանակ հազար կետերում: Նման միացում կոտրելը քսան անգամ ավելի դժվար է, քան պղնձե մետաղալարը: Հետաքրքիր է, որ նման ուժեղ կպչունության դեպքում սարդի թելը շարունակում է մնալ առաձգական: Բայց դրա համար պատասխանատու է մեկ այլ «զանգվածային» ամինաթթու՝ գլիկինը:

Այն տարածքները, որտեղ շատ գլիցին կա, կազմում են խիտ գնդիկ, որի մեջ, ասես, ներկառուցված են պոլիալանինային կառուցվածքներ։ Եթե ​​ձգեք այս գնդակը, նրա էնտրոպիան (այսինքն՝ քաոսի աստիճանը) կնվազի, իսկ ազատ էներգիան կավելանա։ Բայց, հենց որ լարվածությունը հանվի, համակարգը վերադառնում է առավելագույն էնտրոպիա և նվազագույն ազատ էներգիա ունեցող վիճակի, այսինքն՝ վերադառնում է գնդակի: Պարզվում է, որ սարդոստայնի առաձգականությունը ֆիզիկական տեսանկյունից ունի նույն բնույթը, ինչ կաուչուկի առաձգականությունը։

Բացի սպիտակուցային և ածխաջրային բաղադրիչներից, ցանցը պարունակում է նաև անօրգանական նյութեր, օրինակ՝ ջրածնի ֆոսֆատ և կալիումի նիտրատ։ Ենթադրվում է, որ դրանք մի տեսակ հակաբիոտիկ են, որը պաշտպանում է arachnoid թելը սնկերից և բակտերիաներից: Հենց նրանք են ապահովում այս նյութի հակասեպտիկ հատկությունը, որի մասին մարդիկ գիտեն դեռևս քարե դարից։

Այսպիսով, ինչպես տեսնում եք, համացանցը շատ լավ կարող է օգտակար լինել մարդուն: Եվ ոչ միայն զրահաբաճկոնի համար: Գիտնականները կարծում են, որ այն կպատրաստի թեթև և հարմարավետ հագուստ, պարաշյուտներ, գորգեր և վիրակապեր: Միակ խնդիրն այն է, որ այժմ բավականին դժվար է այն ձեռք բերել։ Իհարկե, ի վերջո, ըստ արախնոլոգների հաշվարկների, ցանցից ընդամենը մեկ մետր հյուսվածք ստանալու համար անհրաժեշտ է ավելի քան 400 սարդի «աշխատանք»:

Այս արարածներն իրենց հերթին, որպես կանոն, չեն դիմանում միմյանց, ուստի նրանց միասին պահելը բավականին դժվար է։ Այդ իսկ պատճառով առաջին անգամ սարդերի ֆերմա կազմակերպելու փորձը (դա տեղի է ունեցել 300 տարի առաջ՝ 18-րդ դարում) ձախողվել է։ Սարդերը, որոնք սիրով հավաքել էր ֆրանսիացի միջատաբան Բոն դե Սենտ-Իսլեն, ուղղակի ուտում էին միմյանց։ Եվ ոչ թե սնունդը վերջացավ, այլ այս հոդվածոտանիների բնույթն է:

Սակայն նրանցից ոչ բոլորն են այդպիսի մարդատյաց (կամ, ավելի ճիշտ, միսարախնիա): Կան նաև սոցիալական սարդեր, որոնք ապրում են մեծ գաղութներում մեկ լայն ցանցում: Սրանք են, օրինակ, TheridionnigroannulatumՀարավային Ամերիկայից (նրանց գաղութները պարունակում են մի քանի հազար անհատներ, իսկ ցանցի տրամագիծը կարող է գերազանցել հինգ մետրը): Ի դեպ, հին ժամանակներում պարագվայացի և բրազիլացի հնդիկները դրա ցանցից գործվածքներ էին պատրաստում։ Բավական հեռանկարային է նաև աֆրիկացիների գերության մեջ բուծումը Stegodyphus mimosarum, որոնց անհատները կառուցում են ընդհանուր պարկի նման բույն (մինչև մեկուկես մետր երկարությամբ) և բոլորը միասին որս են անում դրա մակերեսին։ Այնուամենայնիվ, ինչպես բախտը բերեց, այս տեսակների ցանցն այնքան էլ լավ որակի չէ, այն առաձգական է, բայց ավելի հեշտությամբ կոտրվում է, քան միայնակ որսորդները (կարծիք կա, որ ամենաբարձր որակի ցանցը հյուսում են սեռի ներկայացուցիչները. Նեֆիլա, և նրանք պարզապես հակված են միայնության):

Բացի այդ, կա սարդերին անձամբ «կթելու» միջոց։ Դրա համար սարդին ոտքերով ժապավենով կպցնում են սեղանին, որից հետո նրա արախնոիդային խցուկներից զգուշորեն սեղմում են սարդոստայնի մի կտոր։ Այն կպչում է ապակե ձողի վրա, որն այնուհետ մտցնում են գայլիկոնի մեջ և միացնում ցածր արագությամբ։ Հինգ րոպե անց սարդն ամբողջությամբ կթվում է։ Ինչպես տեսնում եք, այս մեթոդով սարդերը կարիք չունեն անմիջական շփման մեջ մտնելու միմյանց հետ, նրանք կարող են ապրել անձնական պարիսպներում: Այնուամենայնիվ, այս արտադրության մեթոդով վերջնական արտադրանքի եկամտաբերությունը շատ փոքր է. արդյունքը ընդամենը մի քանի միլիգրամ կշռող սարդոստայնի կապոց է:

Այսպիսով, ինչպես հասկանում եք, սարդեր պահելը բավականին դժվար է և թանկ։ Այդ իսկ պատճառով գիտնականները վերջերս փորձում են մոբիլիզացնել այլ կենդանի էակներ՝ ցանցեր արտադրելու համար։ Անցյալ դարի վերջին վերծանվեց սարդոստայնի սպիտակուցի գենը։ Այդ ժամանակից ի վեր կենսաբանները փորձում են այն ներդնել վայրի բնության բազմազանության մեջ՝ բակտերիայից մինչև այծ:

Թվում է, թե ամենադյուրին ճանապարհը կլինի բակտերիաների փոփոխումը, դա հեշտ է տեխնիկական տեսանկյունից և բավականին տնտեսական, քանի որ դրանց սպասարկումն էժան է. Այնուամենայնիվ, այստեղ մանրէաբանները հանդիպեցին մեկ անսպասելի խնդրի. Ինչպես հիշում ենք, իր բաղադրության մեջ մի շարք նյութերի առկայության պատճառով սարդոստայնն ունի հակաբակտերիալ հատկություն։ Պարզվել է, որ որոշ ժամանակ անց ցանց արտադրող բակտերիաները սատկել են սեփական արտադրանքից։ Բացի այդ, պարզվել է, որ այս գենը բավականին բարդ ու ծանրաբեռնված է, ուստի բակտերիաները փորձել են ազատվել դրանից, ինչը նրանց հաճախ հաջողվում է։

Վերջերս կանադացի գիտնականները փորձել են այս գենը ներմուծել ընտանի այծի բջիջներում ( Capra aegagrus hircus), այնպես որ սպիդրոյինը հայտնվում է այս կենդանու կաթում, որտեղից այն հեշտությամբ կարելի է արդյունահանել։ Այնուամենայնիվ, նրանք հիասթափված էին. այս սպիտակուցի քանակը կաթում պարզվեց, որ աննշան է, նույնիսկ ավելի քիչ, քան ստացվել է սարդերին առանձին կթելիս:

Գեյթերսլեբենի գերմանացի մասնագետները, ինչպես նաև գենետիկայի պետական ​​գիտահետազոտական ​​ինստիտուտի սպիտակուցային ինժեներական լաբորատորիայի առաջատար աշխատակից, ռուս մոլեկուլային կենսաբան Վլադիմիր Բոգուշը այլ ճանապարհով են գնացել։ Այս հետազոտողները սարդանման գեներ են ներմուծել այնպիսի բույսերի մեջ, ինչպիսիք են կարտոֆիլը և ծխախոտը: Նրանց հաջողվել է կարտոֆիլի պալարներում և ծխախոտի տերևներում ստանալ մինչև երկու տոկոս լուծվող սպիտակուցներ, որոնք հիմնականում բաղկացած են սպիդրոյնից։ Սակայն, ինչպես ցույց են տվել հետագա հետազոտությունները, ներմուծված գեները բույսերում արմատ չեն գցել և շուտով կտրվել են նրանց գենոմից:

Հաշվի առնելով նախորդ անհաջող փորձը՝ Բոգուշի խումբը որոշեց փորձել ներդնել սպիդրոյին գենը միկրոսկոպիկ սնկերի խմորիչի մեջ ( Saccharomycetales). Այստեղ գենը բավականին լավ արմատավորվել է։ Այսպիսով, ներկայումս այս սնկերը արհեստական ​​սարդոստայնի արտադրության միակ «կենսագործարանն» են աշխարհում։

Նման ցանցը պատրաստվում է հետևյալ կերպ՝ նախ ավելացնում են կենսազանգվածը, ապա ոչնչացնում են սպիդրոյին պարունակող խմորիչ բջիջները։ Այնուհետև ստացված խառնուրդից արդյունահանվում է այս սպիտակուցը, որից հետո այն մեկուսացվում է իր մաքուր տեսքով, չորանում և ստացվում է բամբակյա բուրդ որոշակիորեն հիշեցնող նյութ։ Դժվարությունը, սակայն, այն է, որ այլևս հնարավոր չէ դրանից թել պտտել, քանի որ ֆիբրոինը այդ ժամանակ արդեն կարծրացել է։ Եվ, իհարկե, այս «բամբակյա բուրդից» չես կարող որևէ զրահաբաճկոն պատրաստել: