Senast du såg en spindel falla från taket på en linje av siden, den gick sannolikt graciöst ner på sin draglina istället för att spiralera okontrollerat, eftersom spindelsilke har en ovanlig förmåga att motstå vridningskrafter.

I en ny tidning som kommer denna vecka i Bokstäver i tillämpad fysik , forskare från Kina och Storbritannien visade att till skillnad från människohår, metalltrådar eller syntetfibrer, spindelsilke ger delvis efter när det vrids. Denna egenskap försvinner snabbt den energi som annars skulle få en upphetsad spindel att snurra på änden av dess silke.

"Spindelsilke skiljer sig mycket från andra, mer konventionella material, " sa Dabiao Liu vid Huazhong University of Science and Technology. "Vi upptäcker att draglinan från nätet knappast vrids, så vi vill veta varför."

En större förståelse för hur spindelsilke motstår spinning kan leda till biomimetiska fibrer som efterliknar dessa egenskaper för flera möjliga användningsområden, såsom i fiolsträngar, helikopterräddningsstegar och fallskärmslinor. "Om vi ​​förstod hur spindelsilke uppnår detta, då kanske vi skulle kunna införliva egenskaperna i våra egna syntetiska rep, " sa David Dunstan från Queen Mary University of London.

Spindlar använder draglinesilke för den yttre kanten och ekrarna på sina nät, och som en livlina när du tappar till marken. Materialet har fascinerat forskare på grund av dess otroliga styrka, stretchighet och förmåga att leda värme, men lite forskning har fokuserat på dess vridningsegenskaper – hur den reagerar på vridning.

Forskare använde en torsionspendel, samma verktyg som användes av Henry Cavendish för att väga jorden på 1790-talet, för att undersöka dragline-silke från två arter av gyllene silkesklotvävare. De samlade silkessträngar från fångna spindlar och hängde upp trådarna inuti en cylinder med hjälp av två brickor i änden för att efterlikna en spindel. Cylindern isolerade silket från miljöstörningar och höll strängen vid en konstant fuktighet, eftersom vatten kan få fibrerna att dra ihop sig. En roterande skivspelare vred silket medan en höghastighetskamera registrerade silkets fram och tillbaka svängningar under hundratals cykler.

Till skillnad från syntetiska fibrer och metaller, spindelsilke deformeras något när det vrids, som frigör mer än 75 procent av sin potentiella energi, och svängningarna långsammare snabbt. Efter vridning, siden snäpper delvis tillbaka.

Teamet misstänker att detta ovanliga beteende är kopplat till silkets komplexa fysiska struktur, som består av en kärna av flera fibriller inuti en hud. Varje fibrill har segment av aminosyror i organiserade ark och andra i ostrukturerade looping-kedjor. De föreslår att vridning gör att lakanen sträcker sig som resår, och förvränga vätebindningarna som länkar samman kedjorna, som deformeras som plast. Arken kan återställa sin ursprungliga form, men kedjorna förblir delvis deformerade. Pendeln uppvisar denna förändring med minskad storlek på silkets svängningar, samt en förskjutning av jämviktspunkten för oscillationen.

Gruppen kommer att fortsätta att undersöka hur spindelsilke reagerar på vridning på detta sätt och undersöker också hur det behåller sin styvhet under vridning, vilken effekt luftfuktighet har och i vilken grad luft hjälper till att skingra energin. "Det behövs mycket ytterligare arbete, ", sa Dunstan. "Det här spindelsilket visar en egenskap som vi helt enkelt inte vet hur vi ska återskapa själva, och det är fascinerande."