Frontiers in Materialien.

Hi, ich bin auf einem Lego-Liga-Team mit meiner Schule und wir wollen mehr ber Spinnen fr unser Forschungsprojekt erfahren. Einige Fragen, die ich hoffe, dass Sie uns helfen knnen, ist, was ein Spider-Web so stark und klebrig macht? Ist es noch strker, wenn es grŸer wre, eine Person zu halten?

Spider Seide ist wirklich starkes Zeug. Ein einzelner Strang von Spinnenseide kann sofort ein fliegendes Insekt Tausende von Tausenden seines Gewichts fangen und stoppen, ohne zu brechen. Wissenschaftler sind daran interessiert, dieses Eigentum fr Alltagskleidung, kugelsichere Westen und andere Schutzkleidung zu nutzen. Es gibt viel Interesse daran, wie dies aus einem chemischen Standpunkt geht.

Webserver Gibt einen unbekannten Fehler

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dank Richard Patterson und Bruno FLIOR, um Messer-Nerds-Patreon-Anhnger zu werden. Wir haben fast unser zweites Ziel der Finanzierung einer Zhigkeitsstudie erreicht! Ich brauche nur ein paar weitere Untersttzer.

Ich habe oft durch zufllige Internetartikel, Fernsehdokumentationen und Trivia-Fragen gehrt, die ein Spinnennetz strker als Stahl ist. Ich habe das immer als Tatsache akzeptiert. Es ist aufregend, natrlich auftretende Materialien zu analysieren, um zu sehen, ob wir lernen knnen, unsere aktuellen Materialien besser zu machen. Hierbei handelt es sich um ein Beispiel fr einen Artikel, der solche Ansprche ber Spinnenseide herstellt: Spinnenseide ist strker als Stahl - und jetzt kann es in einem Labor hergestellt werden.

Spider Seide ist nicht strker als Stahl. In einer œberprfung der Studien auf Spider Seidenhuser betrug der strkste gemeldete Wert 1652 MPA Ultimate Zugfestigkeit. Wenn Sie einen Messerblock in Ihrer Kche haben, haben Sie Stahl, der strker ist als die strkste Spinnenseide, die jemals gemeldet wurde. Tatschlich wurde der strkste Stahl, der mir bewusst bin, als 6350 MPA [2] angegeben. Die Studie, die berichtete, dass der hohe Festigkeitswert fr Stahl nicht einmal ein Versuch war, einen Datensatz festzulegen, sondern eine Studie ber die Wirkung verschiedener Glhbehandlungen auf hochfestes Stahldraht. Sie erhielten den Stahl von einem kommerziellen Lieferanten. Artikel fr die –ffentlichkeit ber Stahl, die super stark sind, sind jedoch nicht so sexy, wenn Sie ber Spinnenseide sprechen.

Die vielen Ansprche, "strker als Stahl als Stahl zu sein, von vielen populren Artikel sind nicht so klar, wie sie erscheinen. Es gibt viele MaŸnahmen zur Kraft, z. B. Ertragsfestigkeit, ultimative Zugfestigkeit, Druckfestigkeit, Biegefrakturfestigkeit, spezifische Festigkeit, Steifigkeit usw. Es wrde in diesem Artikel zu viel Raum dauern, um sie alle zu erklren. Und der Vergleich mit der Strkestrke ist hufig auf "leichter Stahl", der tatschlich recht weich ist, weniger als 300 MPa ultimative Zugfestigkeit. Daher, dass diese Artikel neue Materialien, die strker sind als Stahl, mssen nur ein MaŸ fr die Festigkeit finden, mit dem Sie mit Stahl vergleichen knnen, und dann vergleichen sie es mit dem niedrigsten Kraftstahl, und wir haben ein neues Material, das "strker als" ist Stahl. "

Beachten Sie, dass der Interviewer gefragt hat "Was macht es strker als Stahl?" Aber steigend, der Wissenschaftler, reagierte mit "macht die Seide so hart". Beim Hren eines Interviews, an dem die Unterscheidung verloren gehen kann, aber fr einen Materialwissenschaftler, Zhigkeit und Kraft sind Zhigkeit und Kraft nicht gleich. Genau wie eine Strke gibt es viele Zhigkeitsmessungen, aber der einsteigendes Bezugsnutzen ist jedoch die Energie, die von einem Material whrend eines Zugtests absorbiert wird, wo das Material gezogen wird, bis er bricht. Dies erzeugt eine Spannungsspannungskurve, z. B. diesen, der Spinnenseide mit Kevlar vergleicht [3]:

Zugfestigkeit (y-Achse) ist fr Kevlar eindeutig hher als Spinnenseide, im Gegensatz zu den Ansprchen einiger Artikel [4]. Der Bereich unter den Zugkrmmungen ist jedoch fr Spinnenseide grŸer, was ein MaŸ an Zhigkeit ist. Da Spinnenseide eine hohe Duktilitt (deren Kurve oben ist) zusammen mit relativ hoher Festigkeit aufweist, bedeutet, dass der Bereich unter der Kurve groŸ ist und die Zhigkeit hoch ist. Also korrigierte das Interviewer sanft, indem er die Frage wiederholt und antwortete, dass Spinnenseide "hart" ist. In der gleichen Literaturberprfung, auf die ich oben genannte, wurde der durchschnittliche Wert der Zhigkeit fr die beste Spinnenseide, der aufgenommen wurde, 354 mj / m ^ 3. Ist das besser als Stahl? Nun, es hngt wieder davon ab, welchen Stahl Sie meinen. Es ist sicherlich eine beeindruckende Zahl, aber es gibt Sthle, die besser sind.

Mit einer flchtigen Suche habe ich einen gemeldeten Wert von 500 mJ / m ^ 3 fr einen Stahltyp, der als TWIP-Stahl oder Twinning-induziertes Plastizittstahl bezeichnet wird [5]. Es gibt wahrscheinlich hhere Werte fr TWIP-Sthle, aber dies ist der Wert, den ich auf der Seite einer Suche gefunden habe, und ich fhle mich faul. Sie machten keine Ansprche daran, dass dies der hchste Wert war, der jemals aufgenommen wurde; Der Zhigkeitswert war zufllig fr das Studium. Sie knnen einen Vergleich zwischen den Zugeigenschaften von Spinnenseide und Twip-Stahl unter [5] [6] sehen:

Polymer- und Verbundwerkstoffe

Spider Seide ist auch sehr elastisch und erhitzt Seide (klebrige Seide fr den Fang von Beute) bleibt ungebrochen, nachdem er 2-4 mal seine ursprngliche Lnge gestreckt hatte. Spinnenseide ist hrter, elastischer und wasserdichter als Seidenraupeneide, so dass er ein viel breiteres Anwendungsspektrum haben knnte. Es ist einfach zu sehen, warum Spinnenseide fr Materialchemiker von solchen Interesse ist, da neue ultra-starke Fasern auf der Grundlage der Seide auf der Grundlage der Seide entwickelt werden knnen.

Draglines, die zum Anschluss der Spinne in das Web verwendet werden, als Sicherheitsleitungen, falls ein Spinne fallen sollte, und als nicht klebrige Speichen des Netzs. Dragline-Seide ist die strkste Art von Seide, da es das Gewicht des Spinnens untersttzen muss.

Fallschirmspringen oder Balloning, der zur Untersttzung der Disperre von Jungen und zur Ermittlung neuer Bereiche als Nahrungsquelle verwendet wird. Seide wird freigegeben und wird vom Wind gefangen, um den Spinne in die Luft in die Luft zu heben - fliegende Spinnen!

mating: mnnliche Spinnen weben Spermienbahnen, auf denen sie Spermien hinterlegen und anschlieŸend auf ihren vorderen Palps bertragen, bereit, an den Genitalorganen der Weibchen bereitzustellen. Einige Arten machen ein Netz und beschichten sie mit Sex-Pheromonen, um einen Partner anzuziehen.

Es gibt sieben Arten von Seide, die von sieben Seidendrsen hergestellt werden. Ein einzelner Spinne besitzt nicht alle sieben Drsen, hat jedoch mindestens drei, wenn es mnnlich ist (Dragline, Anhaftung und Seide, Seide) oder vier, wenn es weiblich ist. Der zustzliche ist fr Eiersackeide. Die sieben Arten von Drsen sind:

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