Sieci Spider-Mana są imponujące, mogą utrzymać ciężar Spideya, gdy przemierza Nowy Jork, łapiąc superzłoczyńców, a nawet zawieszając samochody nad ulicami miasta. Z czego oni są zrobieni? A jak powstają?
Pajęcze sieci są niezwykle silne, a jedwab pajęczy ma wytrzymałość na rozciąganie do 1,75 gigapaskali (GPa), czyli nieco ponad 178 kilogramów na milimetr kwadratowy w przekroju (aby oszczędzić czytelnikom w USA, 178 kilogramów daje 392,4 funta). Wytrzymałość na rozciąganie to ilość siły, jaką materiał może wytrzymać podczas ciągnięcia przed pęknięciem.
Nanorurki węglowe są jeszcze silniejsze, a naukowcy twierdzą, że sobie z nimi poradzą 63 GPa albo więcej. (Chociaż według 1986 Oficjalny podręcznik uniwersum Marvela , wstęgi Spideya są wykonane z materiału podobnego do nylonu, który może wytrzymać zaledwie 54 kilogramy na milimetr kwadratowy, czyli 0,5 GPa.)
Ale czy sama siła konkretnego materiału może odpowiadać za właściwości sieci Spideya?
Rzeczywisty materiał, z którego składa się sieć, prawdopodobnie byłby tylko częścią równania, mówi Suween Mathaudhu , kierownik programu w dziale materiałoznawstwa w U.S. Army Research Office, adiunkt profesora materiałoznawstwa w NC State i fan komiksów hardcore. Niezwykle ważna byłaby również struktura sieci w różnych skalach długości.
Dlatego Rhett Allain , na Wired.com Fizyka kropki blog, już wykonał świetną robotę, o której rozmawiał fizyka sieci webslingera , chcieliśmy porozmawiać o znaczeniu struktury sieci.
mads mikkelsen i hugh dancy
Mathaudhu zauważa, że Markus Buehler , profesor MIT, który prowadził badania nad jedwabiem pajęczym, zgłoszone w 2011 r. że unikalne wyrównanie i zamknięcie włókien w nanoskali w pajęczym jedwabiu wyjaśnia paradoksalną wytrzymałość, twardość i rozciągliwość, które widzimy w tym, co w przeciwnym razie byłoby słabym materiałem.
Pomyśl o kablach mostowych lub linach wspinaczkowych, mówi Mathaudhu. To nie tylko wiązka równoległych włókien; są zbiorem hierarchicznie ułożonych włókien, które są ze sobą połączone w taki sposób, że tarcie i wiązanie między włóknami poprawia ich wydajność.
Tak więc struktura sieci jest wyraźnie ważna. Ale z czego właściwie zrobiona jest sieć?
W swoim poście Allain stawia hipotezę, że sieć może być zbudowana z nanorurek węglowych. Jeśli tak, być może prędzej niż później zobaczymy coś w stylu Spideya.
Horatio Espinosa , profesor na Northwestern University, studiuje, jak hierarchicznie wiązać i łączyć poszczególne nanorurki węglowe z promieniowaniem o wysokiej energii w sposób, który poprawia ogólną wytrzymałość, sztywność i wytrzymałość nanorurek, mówi Mathaudhu. (A jeśli radioaktywny pająk mógłby zmienić zwykłego faceta w Spider-Mana, może może zrobić coś równie spektakularnego dla nanorurek węglowych?)
okrutne zamiary (pilot)
Krótko mówiąc, komiksy (i filmy) można najlepiej oglądać, zawieszając naszą niewiarę. Warto jednak uczcić to, że mogą nas również inspirować do zadawania pytań o to, co jest możliwe. W tym przypadku przypomina nam, że forma ma wpływ na funkcję – i że badacze pracują nad projektami, które mogą zadziwić (nawet jeśli nie tworzą sieci Spider-Mana).
Artykuł pierwotnie ukazał się na NC State University University Abstrakt pod imieniem Co sprawia, że sieć Spider-Mana jest tak silna? i jest przesyłany ponownie za zgodą .
- Dlaczego Tarcza Kapitana Ameryki jest w zasadzie superkondensatorem gwiaździstym?
- Tak wygląda nauka w stanie NC: Ann Ross
- Tak wygląda nauka w stanie NC: Doreen McVeigh
Czy śledzisz The Mary Sue dalej? Świergot , Facebook , Tumblr , Pinterest , & Google+ ?
