Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Dr Shigeyoshi Osaki z Nara Medical University uzyskał struny do skrzypiec z nici pajęczej. W porównaniu do tradycyjnych strun z metalu lub preparowanych jelit zwierzęcych, dają wg profesjonalnych muzyków, delikatne i głębokie brzmienie.

W dostępnych już teraz fragmentach artykułu, który ukaże się w Physical Review Letters, można przeczytać, że wyjątkowy dźwięk to wynik unikatowego upakowania włókien nici. Są one tak skręcone, że między nimi nie ma praktycznie wolnego miejsca.

Przez lata Osaki udoskonalił metodę pozyskiwania od hodowlanych pająków dużych ilości jedwabiu wiodącego, produkowanego przez gruczoł ampułkowy większy. Jest on wykorzystywany do konstruowania szkieletu pajęczyny oraz tzw. nici asekuracyjnej.

Japończyk podkreśla, że udało się przezwyciężyć trudności związane z wyciąganiem długich nici, a także skręcaniem pęczków filamentów jedwabiu wiodącego. Podczas badań pod mikroskopem elektronowym okazało się, że skręcanie zmieniało przekrój filamentów z kolistego na wielokątny. W wyniku gęstego upakowania struny stawały się wytrzymałe i elastyczne. Przy strunach z nici pajęczych poziom szczytowy wydźwięków był stosunkowo duży przy wysokich częstotliwościach, co dawało wspomnianą na początku głęboką barwę.

Naukowiec wykorzystał jedwab 300 samic pająków Nephila maculata. Na początku w tym samym kierunku skręcano w pęczki od 3000 do 5000 włókien, potem z 3 skręconych w przeciwnych kierunkach pęczków tworzono strunę. W czasie testów wytrzymałości na rozciąganie zauważono, że pajęcza struna była mniej wytrzymała od strun z jelit, ale miała lepsze właściwości od strun nylonowych powlekanych aluminium.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Uzależnienie od Internetu (ang. Internet addiction disorder, IAD) staje się coraz bardziej rozpowszechnionym zjawiskiem. Dotąd badano je głównie za pomocą kwestionariuszy psychologicznych, ale Hao Lei i jego zespół z Chińskiej Akademii Nauk posłużyli się jednym z rodzajów rezonansu magnetycznego - obrazowaniem tensora dyfuzji, które mierzy dyfuzję cząsteczek wody w tkance - stwierdzając, że IAD charakteryzuje się zmianą organizacji istoty białej mózgowia, a dokładnie połączeń między rejonami odpowiadającymi za generowanie i przetwarzanie emocji, uwagę wykonawczą, podejmowanie decyzji oraz kontrolę poznawczą.
      Po przebadaniu grupy 17 młodych ludzi z uzależnieniem od Internetu Chińczycy sądzą, że pod względem mechanizmów psychologicznych i neurologicznych przypomina ono inne typy uzależnień i zaburzeń kontroli impulsów.
      Ponieważ w studium uwzględniono 16-osobową grupę kontrolną, naukowcy byli w stanie porównać wartości anizotropii frakcjonowanej (ang. fractional anisotropy, FA) w obrębie całego mózgu. FA może osiągać wartości od 0 do 1, gdzie 0 oznacza strukturę izotropową, czyli wykazującą we wszystkich kierunkach te same właściwości fizyczne, a 1 strukturę anizotropową (z różnymi właściwościami fizycznymi), gdzie dyfuzja cząsteczek wody może zachodzić tylko w jednym kierunku. Wskutek stopnia organizacji zwykle istota biała ma wysoką wartość FA.
      Analiza woksel po wokselu ujawniła, że w mózgach nastolatków z uzależnieniem od Internetu FA było znacząco niższe m.in. w obrębie istoty białej okolic okołooczodołowych, ciała modzelowatego (zwykle to tutaj występują najwyższe wartości FA) czy włókien obręczy. Nie stwierdzono obszarów z FA wyższym niż w grupie kontrolnej.
      Chińczycy podkreślają, że dla IAD typowe jest zmniejszenie wartości FA w głównych pasmach istoty białej. Wg nich, nowe metody terapii uzależnienia od Internetu mogłyby obrać na cel właśnie integralność substancji białej.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Grając na skrzypcach, zawodowi muzycy nie są w stanie stwierdzić, czy jest to wart fortunę stradivarius, czy instrument wykonany w zeszłym tygodniu lub miesiącu. Co więcej, gdy zapyta się ich, który instrument chcieliby zabrać do domu, wskażą raczej na współczesne skrzypce (Proceedings of the National Academy of Sciences).
      W 2010 r. dr Claudia Fritz z Uniwersytetu Paryskiego i lutnik Joseph Curtin przeprowadzili eksperyment na międzynarodowym konkursie skrzypków w Indianapolis. Poprosili 21 muzyków o zagranie na 6 instrumentach: 3 współczesnych i 3 wykonanych przez włoskich mistrzów (jeden stworzył ok. 1740 r. Guarneri del Gesu, a dwa wyszły z warsztatu Stradivariego ok. 1700 r.).
      W słabo oświetlonym pokoju hotelowym muzycy dostali okulary do spawania. Fritz stała po jednej stronie przepierzenia i w losowej kolejności podawała instrumenty stojącym po drugiej stronie skrzypkom. Skrzypce należało ocenić pod względem barwy dźwięku, reakcji instrumentu, projekcji przestrzennej dźwięku i wygody gry. Francuzka podkreśla, że w goglach skrzypkowie widzieli tylko zarys instrumentów, nie mogąc przy tym zidentyfikować szczegółów w postaci ozdób itp. Aby nie dało się wyczuć zapachu starego drewna, podbródki spryskano perfumami.
      W innym z testów muzycy grali na dwóch instrumentach (jednym nowym, jednym starym), które mieli ze sobą porównać. By badani nie wpływali na uzyskane wyniki, skrzypce podawał im asystent, także w okularach do spawania.
      W większości przypadków (w 13 na 21) skrzypkowie woleli nowe skrzypce, a choć były wysokiej jakości, zdecydowanie nie powstały w warsztacie mistrzów nad mistrzami. Nie pojawił się oczywisty faworyt, ale za to wytypowano najmniej lubiany instrument - był nim jeden ze stradivariusów. Co ciekawe, O1, bo tak go oznaczono, ma bogatą historię: przeszedł przez ręce wielu wirtuozów, którzy grali na nim zarówno podczas koncertów, jak i nagrań studyjnych.
      Po wskazaniu ulubionego instrumentu żadna z osób nie umiała stwierdzić, czy to współczesny, czy zabytkowy egzemplarz. Nie ma znaczenia, czy skrzypce są stare, czy nowe. Liczy się tylko to, czy to dobry, czy zły instrument. Wielu współczesnych lutników wykonuje świetną robotę - twierdzi Fritz. Za minus studium należy uznać fakt, że próba przetestowanych instrumentów nie była zbyt duża (swoją drogą wyproszenie cennych instrumentów u kolekcjonerów i tak należy uznać za cud), a przestrzenną projekcję dźwięku oceniali sami grający. Nie wiadomo też, jaki poziom reprezentowali badani muzycy. Koniec końców ciekawe wyniki mogłoby dać porównanie skrzypiec zabytkowych i nowych przez osoby ze słuchem absolutnym. Różnica w jakości może bowiem istnieć, ale nie dla przeciętnych zjadaczy chleba (muzycznego).
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pracując nad sztuczną skórą do przeszczepów, naukowcy wpadli na pomysł, by przetestować w tym zakresie pajęczą nić. Jedwab wiodący (ang. dragline silk) pająków z rodzaju Nephila rozpinano na stalowych ramach, sterylizowano i zaszczepiano na nim fibroblasty. Po dwóch tygodniach dodawano do nich keranocyty, uzyskując w ten sposób dwuwymiarowy model skóry, składający się z odpowiedników naskórka i skóry właściwej.
      Przez następne 3 tygodnie prowadzono kohodowlę tych dwóch typów komórek. Zespół Hanny Wendt z Medizinische Hochschule Hannover zastosował zaprojektowany specjalnie do tego celu interfejs powietrze-ciecz. Niemcy ustalili, że nić pajęcza stanowi dobrą macierz dla trójwymiarowych hodowli skóry. Zarówno linie keranocytów, jak i fibroblastów dobrze przylegają do oprzędu i się namnażają. Podążając śladem nici, komórki rozprzestrzeniają się, tworzą sieć i już po tygodniu osiągają etap spójnej warstwy.
      Wendt, która zajmuje się chirurgią rekonstrukcyjną, podkreśla, że opracowanie nowych matryc do odnowy skóry to pilna kwestia. Idealny biomateriał powinien sprzyjać przytwierdzaniu, namnażaniu i wzrostowi komórek. Poza tym powinien ulegać rozłożeniu we właściwym czasie, nie wydzielając przy tym szkodliwych związków i nie wyzwalając patologicznej odpowiedzi immunologicznej. Wydaje się, że jedwab wiodący pająków Nephila, służący do budowy szkieletu pajęczyny i nici asekuracyjnych, w dużej mierze spełnia większość tych wymogów.
      Jedwab wiodący ma niezwykłą wytrzymałość, podobną jak w przypadku kewlaru, a jednocześnie jest od niego o wiele bardziej rozciągliwy. Rozciągliwość jedwabiu wynosi 25-35%, a materiału używanego do produkcji kamizelek kuloodpornych zaledwie 5%. To ważne cechy określające łatwość użycia i przenoszenia wielu implantów. W odróżnieniu od nici jedwabników morwowych, nici pajęcze nie prowadzą do odrzucenia przeszczepów. Nie są bowiem pokryte białkiem serycyną. Niemcy uważają też, że jedwab pajęczy może mieć właściwości antybakteryjne.
      Zespół z Hanoweru ujawnił, że jedwab wiodący pozostaje stabilny w dużym zakresie temperatur (nawet do 250°C). Nie rozpuszcza się w wielu organicznych i wodnych roztworach, a także w słabych kwasach i zasadach. Sprzyja wiązaniu i wzrostowi komórek tak samo dobrze jak kolagen.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Hiszpański projektant mody Manel Torres nawiązał współpracę z prof. Paulem Luckhamem, specjalistą w zakresie technologii cząstek z Imperial College London, by opracować sprej, który w kontakcie ze skórą tworzy bezszwową tkaninę. Powstały w ten sposób T-shirt można potem zdjąć, uprać i nosić na nowo.
      Na przedpremierowym pokazie dla mediów stworzenie koszulki na modelu zajęło Torresowi zaledwie kwadrans. W poniedziałek (20 września) szersza publiczność zapoznała się z nową technologią na organizowanej przez ICL imprezie Science in style. Hiszpan zaprezentował na niej swoją kolekcję wiosna/lato 2011. Wyjątkowy materiał składa się z krótkich włókien, łączonych w całość za pomocą polimerów. Po dołączeniu rozpuszczalnika do pojemnika ciśnieniowego lub pistoletu lakierniczego trafia ciekła postać tkaniny. Kiedy sprej dociera do skóry bądź innej powierzchni, rozpuszczalnik natychmiast odparowuje. Rozmaite tekstury i kolory da się uzyskać, stosując różne włókna, np. wełniane, lniane lub akrylowe. Torres podkreśla, że jako artyście marzyła mu się niepowtarzalna, komfortowa kreacja, jednak ukryty w nim naukowiec domagał się czegoś, co można by bez problemu wielokrotnie odtworzyć. Chciałem pokazać, jak nauka i technologia mogą pomóc projektantom opracowywać nowe materiały.
      Technologię autorstwa Torresa i Luckhama można zastosować nie tylko w modzie, ale i w medycynie (np. do uzyskiwania bandaży z wysterylizowanych pojemników lub "wstrzykiwania" leków bezpośrednio do rany), kosmetyce (nawilżane chusteczki), przemyśle chemicznym czy w samochodowej bądź meblowej tapicerce. By dogłębniej zbadać możliwości jej wdrożenia, panowie założyli firmę Fabrican Ltd.
       
      http://www.youtube.com/watch?v=ScvdFeh1aOw
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Yoel Fink, profesor materiałoznawstwa z MIT-u i główny naukowiec Laboratorium Badań nad Elektroniką MIT, od dawna uważał, że zarówno tradycyjne włókna, takie jak wełna czy poliester, jak i światłowody, są zbyt pasywne. Dlatego od 10 lat pracuje nad włóknami, które będą reagowały na środowisko.
      W sierpniowym numerze Nature Materials Fink i jego zespół zdradzają szczegóły włókien, które są w stanie wykryć i wytworzyć... dźwięk. Takie włókna pozwolą np. na wbudowanie w ubrania mikrofonów rejestrujących mowę czy monitorujących funkcje organizmu. Niewykluczone jest powstanie włókien mierzących ciśnienie w naczyniach włosowatych czy w mózgu.
      O ile standardowe światłowody uzyskuje się metodą wyciągania włókna z jednego rodzaju podgrzanego materiału i jego schłodzenie, to w metodzie Finka mamy do czynienia ze skrupulatnym składaniem włókien z różnych materiałów. Są one tak skonstruowane, by przetrwały proces podgrzewania i wyciągania bez zmiany swojego układu.
      Najważniejszym elementem nowego włókna jest tworzywo sztuczne takie, jak używane w mikrofonach. Uczeni tak zmanipulowali budową tego tworzywa, że nawet po podgrzewaniu i wyciąganiu zachowuje ono specyficzny układ atomów - z jednej strony znajdują się atomy fluoru, z drugiej wodoru. Dzięki tej asymetrii tworzywo jest piezoelektrykiem.
      W standardowym mikrofonie pole elektryczne generowane jest przez metalowe elektrody. Jednak w naszym przypadku odkształciłyby się one podczas wyciągania włókna. Dlatego też uczeni wykorzystali przewodzące tworzywo sztuczne zawierające grafit. Całość zachowuje po podgrzaniu wysoką lepkość, znacznie wyższą od metalu. To zapobiega mieszaniu się materiałów i zapewnia ich odpowiednią grubość.
      Już po wyciągnięciu włókna konieczne jest zorientowanie wszystkich molekuł w tym samym kierunku. W tym celu przykłada się do włókna bardzo silne pole elektryczne. Jego dodatkową zaletą jest fakt, że tam, gdzie włókno jest zbyt cienkie, powstaje łuk elektryczny, który niszczy materiał. Automatycznie zatem są wykrywane i usuwane wady włókna.
      Na razie nowe włókna powstają tylko w laboratorium. Ich wynalazcy nie wykluczają, że posłużą one też do generowania nie tylko dźwięku, ale i energii. Chcą też, by właściwości, do uzyskania których obecnie potrzeba dwóch materiałów, można było uzyskać z jednego. To uprości proces produkcyjny.
      Na razie uczeni niezaangażowani w prace MIT-u chwalą osiągnięcie swoich kolegów stwierdzając, że i tak znacząco uprościli proces tworzenia włókien z różnych materiałów, gdyż mogą je wyciągać w jednym przebiegu, zamiast w kilku i później składać włókno.
×
×
  • Create New...