Örümcek ipeği yapay kasların geliştirilmesine yardımcı olabilir

Araştırmacılar, örümcek ipeğinin neme olan ilginç tepkisinin robot kaslarının gelişimine katkısı olabileceğini keşfetti.

Örümcek ağının doğada var olan en eşsiz maddelerden biri olduğu su götürmez bir gerçek. Hafif ve elastik olmasının yanı sıra çelik kadar güçlü ve Kevlardan daha dayanıklı; şimdi araştırmacılar yeni garip bir özelliğini daha keşfetti. MIT tarafından yönetilen bir grup, yapay kasların geliştirilmesinde kullanılabilecek bir gelişme olan, örümcek ipeğinin belirli bir nem oranına maruz bırakıldığında büzülüp küçüldüğünü gördüler.

Her iki harekette aynı anda gerçekleşmesine rağmen önceden sadece büzülme hareketi biliniyordu. Bu ‘’aşırı büzülme’’ hareketinin, sabah çiyinin olduğu sırada, örümcek ağlarının gergin durabilmesi için ortaya çıktığı düşünülen bir reaksiyon olduğu keşfedildi. Böylece gergin olan ağlar titreşimleri daha iyi algılıyor ve örümcek akşam yemeği zamanının geldiğini anlayabilyor.

Örümcek
ipeğinin neme karşı olan bu reaksiyonu incelenirken, araştırma ekibi mevcut
çalışma da örümcek ağının sadece büzülmediğini, aynı zaman da küçüldüğünü de
gördüler. Araştırmacılar örümcek ipeğinden ağırlık alarak geçici bir sarkaca
yerleştirdiler ve daha sonra odadaki nemi artırdılar. Nem oranı belirli bir
seviyeye ulaştığında sarkacın döndüğünü gördüler.

Bu bükülmenin nasıl ortaya çıktığını anlayabilmek için ekip, örümcek ipeğini laboratuvarda inceledi ve moleküler yapısının bilgisayar modellerini yarattı.  Nedeninin, önemli bir ipek proteininde bulunan ve prolin adı verilen bir amino asit olan MaSp2 olduğu ortaya çıktı. Su moleküllerinin hidrojen bağlarının bir kısmını düzensiz bir şekilde kırdığı, ve dönme hareketini başlattığı bulundu.

Ekip ayrıca rotasyonun sadece bir yöne gittiğini ve dönmenin bağıl nemin yüzde 70’e ulaştığında başladığını tespit etti. Bilim insanları, örümceklerin neme maruz kaldığında bükülen ağlara neden ihtiyaç duyduklarından henüz emin olmasalar da, robotların veya diğer aygıtların geliştirilmesinde birçok önemli kullanımı var.

‘’İpeğin aşırı bükülmeye karşı olan eğilimi, ve nem gibi dış faktörlere gösterdiği bükülme davranışı sergilemesi, nanoölçekte hassas bir şekilde ayarlanabilen duyarlı ve ipek bazlı materyallerin dizaynı için kullanılabilir’’ diyor çalışmanın yaratıcılarından biri olan Anna Tarakanova. ‘’Olabilecek uygulamalar çok çeşitli; nem ile çalışan yumuşak robotlardan sensörlere, akıllı kumaşlardan sürdürülebilir enerjiye…”

Kaynak: Spider silk’s strange reaction to moisture could lead to better artificial muscles | New Atlas