Superpavučina

7. prosinec 2010

Nejen mezi přírodními materiály, ale i mezi materiály vyrobenými člověkem budeme jen obtížně hledat něco, co by se vyrovnalo vláknu pavučiny. Tvoří jej chemicky celkem jednoduchá bílkovina. Kombinuje v sobě vlastnosti, které jsou v jiných materiálech jen obtížně slučitelné. Je například neuvěřitelně pevná a zároveň i pružná. Pokud jde o množství energie, které dokáže pohltit, překoná i syntetický kevlar.

Ten se používá například do neprůstřelných vest, protože dokáže pohltit energii projektilu. Stejné množství pavučiny však pohltí bez poškození třikrát více energie. Neprůstřelná vesta z pavučiny by si udržela odolnost kevlarové vesty, i kdyby měla jen třetinovou tloušťku.

Další pozoruhodnou vlastností pavučiny je její tvarová paměť. Tou se bílkovina pavučiny vyrovná mědi. Výhody tvarové paměti se projeví například v kritické situaci, kdy se pavouk ocitne v bezprostředním ohrožení života. Pak volí střemhlavý skok do prázdnoty. Za sebou táhne záchranné lano v podobě vlákna, které ukotvil v místě, odkud skočil. Pokud absolvuje podobný pád horolezec jištěný pružným lanem, komíhá se na konci lana nahoru dolů a navíc se ještě točí kolem osy. Pavouk, který by se na konci pavučiny takhle pohyboval, by neunikl pozornosti útočníka a byl by ztracen. Pružná, pevná pavučina pohltí energii pádu a tvarová paměť nedovolí, aby se pavouk na konci pavučiny otáčel.

Pavouci produkují hned několik typů vláken. Jiná používají na osnovu loveckých sítí, jinými pak vyplétají prostor mezi vlákny osnovy. Pro obalení vajíček do kokonu používá samička vlákna, proti nimž je příslovečná bavlnka drsná, tvrdá žíněnka. Velké rozdíly jsou i mezi pavučinami různých příslušníků téhož druhu. Někteří jedinci jsou skuteční mistři, jiní odvádějí při snování vláken mizernou práci. Ještě větší rozdíly najdeme mezi pavučinami různých druhů.

K nejslabším a nejméně odolným patří například pavučiny pavouka sklípkoše malajského. Kubický metr jeho pavučiny by pohltil 10 megajoulů kinetické energie. Kevlar je třikrát odolnější. Pavučina sklípkana myšího se kevlaru vyrovná. Křižák stříbrný dokáže usnovat pavučinu, která je třikrát pevnější než kevlar. Rekordmanem mezi pavouky byly donedávna lepovky, jejichž pavučiny překonaly pevnost kevlaru dokonce pětkrát.

Logo

Arachnologové – tedy odborníci na pavouky a jim příbuzné živočichy – si položili otázky, zda v přírodě nenajdou pavouky, kteří by lepovkám rekord vyfoukli. Nějakou pavučinu vyrábí většina z více než 41 000 známých druhů pavouků. Mnozí produkují vlákna hned několika různých typů. V přírodě tak můžeme nalézt přinejmenším 200 000 různých pavoučích vláken. Jejich vlastnosti však z valné části halí tajemství.

Vědcům padl do oka madagaskarský křižák Caerostris darwini. Tento pavouk je pozoruhodný hned z několika důvodů. Vyvinul se u něj výrazný pohlavní dimorfismus. Jeho samičky mají tělo dlouhé dva centimetry. Samečci bývají v dospělosti dlouzí jen čtyři milimetry. Domorodí Malgaši přezdívají tomuto křižákovi po právu „kůrový pavouk“. Hřbetní strana pavoučího těla dokonale imituje stromovou kůru porostlou lišejníkem. Když sedí křižák nehybně na větvi, je prakticky neviditelný.

Samičky loví kořist prolétávající nad hladinou řek a potoků. Používají k tomu bezkonkurenčně největší pavučinu na světě. Jejich síť může mít plochu až tři metry čtvereční. Síť je ukotvena k pobřežní vegetaci extrémně pevnými vlákny dlouhými až pětadvacet metrů. Právě tato vlákna drží nový rekord v pevnosti mezi přírodními materiály. Jsou desetkrát pevnější než kevlar a zajistí, že pavučina s polapenou kořistí nepraskne a nezřítí se do říčního toku.

Vědci jsou přesvědčeni, že ani vlákno madagaskarského křižáka nepředstavuje hranici možností v pevnosti pavučin. Pátrají v přírodě po ještě namáhavějších pavučinách s nadějí, že jejich vlákna poskytnou inspiraci materiálovým inženýrům k rekordně pevným umělým polymerům. Ty by mohly najít uplatnění například v medicíně pro náhradu poškozených šlach a vazů.

autor: Jaroslav Petr
Spustit audio

Více z pořadu

E-shop Českého rozhlasu

Kdo jste vy? Klára, nebo učitel?

Tereza Kostková, moderátorka ČRo Dvojka

jak_klara_obratila_na web.jpg

Jak Klára obrátila všechno vzhůru nohama

Koupit

Knížka režiséra a herce Jakuba Nvoty v překladu Terezy Kostkové předkládá malým i velkým čtenářům dialogy malé Kláry a učitele o světě, který se dá vnímat docela jinak, než jak se píše v učebnicích.