Spindelnät kan motstå rovdjurets påverkan samtidigt som de hjälper till att fånga och upptäcka små byten. Spindlar arkitekt dessa lätta nätverk för styrka och elasticitet med olika silke och geometriska strukturer. Nyligen, forskare avslöjade en ny energiabsorberingsmekanism som förklarar hur spindelnät kan vara samtidigt känsligt och slagfast. Forskargruppen rapporterar sina resultat i Bokstäver i tillämpad fysik .

Spindlar harmoniserar spiral och radiellt silke för att förbättra deras webbs absorptionsförmåga. Spiralsilke är mjukt och töjbart, medan radiellt silke vanligtvis är styvt och enhetligt. Forskarna fann att spiralsilke har en distinkt gradientvariation längs de radiella ekrarna som sträcker sig utåt från banans mitt. Deras resultat visar också att på grund av sidens optimala mekaniska egenskaper, ett spindelnät kan uppvisa nästan enhetlig energiabsorbering när som helst på nätet.

Befintlig forskning jämförde de strukturella och materialmässiga skillnaderna mellan banor för att förklara varierande nivåer av energiabsorption. Här, forskarna analyserade nätets materialegenskaper för att förstå hur samspelet mellan olika siden och geometriska strukturer påverkar energiabsorbering.

Detta är det första arbetet som utvärderar skillnaderna mellan spiralsilke över samma nät. Fynden visar att gradientvariationerna i spiralsilke är betydande och repeterbara, oavsett trådtjocklek, webbdimension, eller egenskaper hos den enskilda spindeln.

Först, laget uppfostrade spindelvävspindlar i sitt labb och utvecklade speciella träramar för att innehålla och samla webbprover. Forskarna säkrade webbproverna för att förhindra deformation och undersökte spiralsilken under ett optiskt mikroskop. När de fått diametern på olika siden, forskarna utförde uniaxiala spänningstester för att bestämma silkens varierande styrka och elasticitet. Forskarna mätte också antalet tätheter av limdropparna som bildas på spiralsilket när banan konstrueras och ansluter sidenekrarna.

Enligt Xi-Qiao Feng, en professor vid Tsinghua University i Kina och en författare på tidningen, teamet upptäckte till slut att "spiralsilken har en distinkt gradientvariation i dragstyvheten längs banans radiella riktning. På grund av gradientvariationen i spiralsilkens egenskaper, banan uppvisar en nästan enhetlig energiabsorberingsförmåga, oavsett den position där ett flygande byte påverkar webben. "

Går framåt, laget planerar att undersöka spindelnätets slående dynamiska beteenden under fångst. Vidare, principerna från spindelnät kan ge insikter om att designa slagtåliga strukturer eller framtida mark, luft- och marinfordon.