Le ragnatele possono resistere all'impatto di un predatore pur aiutando a catturare e rilevare piccole prede. I ragni progettano queste reti leggere per forza ed elasticità utilizzando diverse sete e strutture geometriche. Recentemente, i ricercatori hanno svelato un nuovo meccanismo di assorbimento dell'energia che spiega come le ragnatele possano essere contemporaneamente sensibili e resistenti agli urti. Il team di ricerca riporta i loro risultati in Lettere di fisica applicata .

I ragni armonizzano le sete a spirale e radiali per migliorare la capacità di assorbimento della loro tela. Le sete a spirale sono morbide ed elastiche, mentre le sete radiali sono generalmente rigide e uniformi. I ricercatori hanno scoperto che la seta a spirale presenta una distinta variazione di gradiente lungo i raggi radiali che si estendono verso l'esterno dal centro della rete. I loro risultati mostrano anche che a causa delle proprietà meccaniche ottimali della seta, una ragnatela può mostrare un assorbimento di energia quasi uniforme in qualsiasi punto della rete.

La ricerca esistente ha confrontato le differenze strutturali e materiali tra le reti per spiegare i vari livelli di assorbimento di energia. Qui, i ricercatori hanno analizzato le proprietà del materiale del web per capire come l'interazione tra le diverse sete e le strutture geometriche influenzi l'assorbimento di energia.

Questo è il primo lavoro che valuta le differenze tra le sete a spirale attraverso la stessa rete. I risultati mostrano che le variazioni di gradiente nelle sete a spirale sono significative e ripetibili, indipendentemente dallo spessore del filo, dimensione web, o caratteristiche del singolo ragno.

Primo, il team ha allevato ragni tessitori di sfere nel loro laboratorio e ha sviluppato speciali telai in legno per contenere e raccogliere campioni di ragnatele. I ricercatori hanno fissato i campioni di rete per prevenire la deformazione e hanno esaminato le sete a spirale al microscopio ottico. Una volta ottenuto il diametro di diverse sete, i ricercatori hanno eseguito test di tensione uniassiale per determinare la forza e l'elasticità variabili della seta. I ricercatori hanno anche misurato la densità numerica delle goccioline di colla che si formano sulla seta a spirale mentre il tessuto viene costruito e collegano i raggi di seta.

Secondo Xi-Qiao Feng, professore alla Tsinghua University in Cina e autore del giornale, il team alla fine ha scoperto che "le sete a spirale presentano una netta variazione del gradiente nella rigidità alla trazione lungo la direzione radiale del nastro. A causa della variazione del gradiente nelle proprietà delle sete a spirale, il web mostra una capacità di assorbimento dell'energia quasi uniforme, indipendentemente dalla posizione in cui una preda volante impatta sulla rete."

Andando avanti, il team prevede di studiare i sorprendenti comportamenti dinamici delle ragnatele durante la cattura. Per di più, i principi ricavati dalle ragnatele potrebbero offrire spunti per la progettazione di strutture resistenti agli urti o di terreni futuri, veicoli aerei e navali.