L'ultima volta che hai visto un ragno cadere dal soffitto su un filo di seta, probabilmente è sceso con grazia sulla sua dragline invece di spiraleggiare in modo incontrollabile, perché la seta di ragno ha un'insolita capacità di resistere alle forze di torsione.

In un nuovo articolo apparso questa settimana in Lettere di fisica applicata , ricercatori dalla Cina e dal Regno Unito hanno dimostrato che, a differenza dei capelli umani, fili metallici o fibre sintetiche, la seta del ragno cede parzialmente quando viene attorcigliata. Questa proprietà dissipa rapidamente l'energia che altrimenti farebbe girare un ragno eccitato sull'estremità della sua seta.

"La seta del ragno è molto diversa dalle altre, materiali più convenzionali, ", ha affermato Dabiao Liu della Huazhong University of Science and Technology. "Troviamo che la rete di trascinamento dal web difficilmente si attorciglia, quindi vogliamo sapere perché."

Una maggiore comprensione di come la seta di ragno resiste alla filatura potrebbe portare a fibre biomimetiche che imitano queste proprietà per molteplici usi potenziali come nelle corde di violino, scalette per elicotteri e corde per paracadute. "Se capissimo come la seta di ragno raggiunge questo, allora forse potremmo incorporare le proprietà nelle nostre corde sintetiche, ", ha affermato David Dunstan della Queen Mary University di Londra.

I ragni usano la seta a strascico per il bordo esterno e i raggi delle loro tele, e come un'ancora di salvezza quando si cade a terra. Il materiale ha incuriosito gli scienziati per la sua incredibile forza, elasticità e capacità di condurre il calore, ma poche ricerche si sono concentrate sulle sue proprietà torsionali, su come risponde alla torsione.

I ricercatori hanno utilizzato un pendolo di torsione, lo stesso strumento utilizzato da Henry Cavendish per pesare la Terra nel 1790, per indagare sulla seta dragline di due specie di tessitori di sfere di seta dorata. Hanno raccolto fili di seta da ragni in cattività e hanno sospeso i fili all'interno di un cilindro usando due rondelle all'estremità per imitare un ragno. Il cilindro isolava la seta dai disturbi ambientali e manteneva il filo ad un'umidità costante, perché l'acqua può far contrarre le fibre. Un giradischi rotante attorcigliava la seta mentre una telecamera ad alta velocità registrava le oscillazioni avanti e indietro della seta per centinaia di cicli.

A differenza delle fibre sintetiche e dei metalli, la seta di ragno si deforma leggermente quando viene attorcigliata, che rilascia più del 75% della sua energia potenziale, e le oscillazioni rallentano rapidamente. Dopo la torsione, la seta scatta parzialmente indietro.

Il team sospetta che questo comportamento insolito sia legato alla complessa struttura fisica della seta, costituito da un nucleo di più fibrille all'interno di una pelle. Ogni fibrilla ha segmenti di amminoacidi in fogli organizzati e altri in catene ad anello non strutturate. Propongono che la torsione faccia allungare i fogli come elastici, e deformare i legami idrogeno che uniscono le catene, che si deformano come plastica. I fogli possono recuperare la loro forma originale, ma le catene rimangono parzialmente deformate. Il pendolo mostra questo cambiamento con una magnitudine ridotta delle oscillazioni della seta, così come uno spostamento del punto di equilibrio dell'oscillazione.

Il gruppo continuerà a studiare come la seta di ragno reagisce in questo modo alla torsione e sta anche esaminando come mantiene la sua rigidità durante la torsione, che effetto ha l'umidità e in che misura l'aria aiuta a dissipare l'energia. "C'è ancora molto lavoro da fare, "Dunstan ha detto. "Questa seta di ragno mostra una proprietà che semplicemente non sappiamo come ricreare noi stessi, e questo è affascinante".