Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Nić pajęcza przewodzi ciepło jak metal

Recommended Posts

Xinwei Wang, profesor z Iowa State University, dowiódł, że nić pajęcza przewodzi ciepło równie dobrze jak metal. Uczony specjalizuje się w poszukiwaniu naturalnych przewodników ciepła.

Wiadomo, że takimi przewodnikami są diamenty, miedź czy aluminium, ale większość naturalnych materiałów bardzo słabo przewodzi ciepło. Środowisko naukowe od pewnego czasu spekulowało, że nić pajęcza może być przewodnikiem ciepła, ale nikt tego dotychczas nie badał.

Wang zaprzągł do pracy osiem pająków z gatunku Nephila clavipes, które żywił w klatkach. Pozyskaną od nich sieć poddał testom i odkrył, że jest ona zadziwiająco dobrym przewodnikiem. Transportuje ona ciepło 1000-krotnie lepiej niż przędza jedwabnika i 800 razy lepiej niż inne naturalne tkanki. Jest w tym nawet lepsze od... miedzi. Przewodność cieplna nici pajęczej wynosi bowiem 416 watów na metr-kelwin, podczas gdy miedzi - 401 W/(m-K). Przędza pająka jest niewiele gorsza od srebra, którego przewodność cieplna to 429 W/(m-K).

„Nasze odkrycie zmieni pogląd, jakoby materiały biologiczne charakteryzowały się niską przewodnością cieplną“ - stwierdził Wang.

Kolejną zadziwiającą właściwością pajęczych nici jest fakt, że ich przewodność cieplna rośnie w miarę rozciągania. W większości materiałów przewodność cieplna spada gdy są rozciągane. Tymczasem uczony rozciągnął nić o 20% i uzyskał wzrost jej przewodności cieplnej również o 20%.

Zdaniem Wanga badany przez niego materiał charakteryzuje się tak dobrą przewodnością gdyż na poziomie molekularnym pozbawiony jest defektów, zawiera proteiny z nanokryształami oraz przypominające sprężyny struktury łączące proteiny. Uczony zastanawia się, czy nie można będzie tak zmodyfikować przędzy pajęczej, by zwiększyć jej przewodność.

Nowo odkryte właściwości nici pająka mogą posłużyć do stworzenia lepszej odzieży ochronnej, systemów odprowadzania ciepła z elektroniki, bandaży, które nie będą zatrzymywały ciepła i wielu innych przydatnych przedmiotów.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ciekawe, czy pająki wykorzystują tą przewodność cieplną, np. przy docieraniu do ofiary.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Przewodność cieplna nici pajęczej wynosi bowiem 416 watów na metr-kelwin, podczas gdy miedzi - 401 W/(m-K). Przędza pająka jest niewiele gorsza od srebra, którego przewodność cieplna to 429 W/(m-K).

 

Powinna również prąd przewodzić.

  • Downvote (-1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ciekawe, czy pająki wykorzystują tą przewodność cieplną, np. przy docieraniu do ofiary.

Wydaje sie, ze moga na podstawie docierajacego do jego odnóży impulsu cieplnego dowiedziec sie o schwytaniu ofiary:)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Wydaje sie, ze moga na podstawie docierajacego do jego odnóży impulsu cieplnego dowiedziec sie o schwytaniu ofiary:)

Owady nie są stałocieplne .

  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Owady nie są stałocieplne .

No i co z tego, czego to niby ma dowodzic? a nie uwazasz, że pomimo braku stalocieplnosci owad wpadający do pajęczej sieci i tak prawdopodobnie ma inną temperaturę aniżeli sama siec. Skutkiem tego wrazliwe na cieplo odnóża pająka odbierają dodatkową informację o możliwym schwytaniu ofiary. Oczywiscie to hipoteza, czyż nie jest logiczna. Trudno przy tym twierdzic, że pająk specjalnie zaprojektowal tę cieplną cechę pajęczej nici, ale mając ją juz do dyspozycji czemu mialby pogardzic dodatkowym bodźcem?

  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

moze dzieki temu jest ona mniej widoczna dla tych owadow ktore widza w podczerwieni (np komary)

 

(...) Trudno przy tym twierdzic, że pająk specjalnie zaprojektowal tę cieplną cechę (...)

chyba musisz poczytac o tym czym jest ewolucja :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
No i co z tego, czego to niby ma dowodzic?

...tego że owad i sieć mają tę samą temperaturę (otoczenia) inaczej owad by w nią nie wpadł.

Ciekawszą może się okazać przewodność elektryczna (bo cieplna jest między miedzią a srebrem) wtedy impulsy elektryczne generowane przez szarpiącego się owada mogą być informacją dla pająka co mu się złapało i czy aby nie jest to inny pająk który poluje na niego.

Share this post


Link to post
Share on other sites

przecież od zawsze wiadomo, że pająki mają "czujki" w odnóżach wykrywające drgania podłoża, sieci i wszystkiego innego po czym chodzą.

Share this post


Link to post
Share on other sites

moze dzieki temu jest ona mniej widoczna dla tych owadow ktore widza w podczerwieni (np komary)

 

 

chyba musisz poczytac o tym czym jest ewolucja :)

Drodzy trolle forumowi... O co wam chodzi? pewno jak zwykle, chyba o to co zawsze, że "tylko moja jest racja, jest moja, a nawet mojsza?" :D Wrzucie na luz, albo "go back to" przedszkole...

  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

przecież od zawsze wiadomo, że pająki mają "czujki" w odnóżach wykrywające drgania podłoża, sieci i wszystkiego innego po czym chodzą.

Uwazasz, że problem pajęczej wrazliwosci na impakty cieplne nalezy zbagatelizowac? Może i masz racje, ale pewnosci zapewne NIE! Pająki czują drgania i na tym basta? Wiecie, w sredniowieczu zakladano, ze wystarczy uwierzyc w ziemię dzwiganą przez cztery słonie! Stop ignorancji i marazmowi w mysleniu. Nie przyjmujmy nowosci bezkrytycznie, ale nie trzymajmy sie tez kurczowo zwietrzalych dogmatow.

Pozdrowienia dla nastoletnich tetryków...:D

Share this post


Link to post
Share on other sites

Drodzy trolle forumowi... O co wam chodzi? pewno jak zwykle, chyba o to co zawsze, że "tylko moja jest racja, jest moja, a nawet mojsza?" :D Wrzucie na luz, albo "go back to" przedszkole...

 

Dwa sprzeczne poglądy nie mogą być jednocześnie prawdziwe. "Moja: i "mojsza" to pojęcia psychologiczne a tu się roztrząsa Centralne Prawdy Arachnologii i Entomologii.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Uwazasz, że problem pajęczej wrazliwosci na impakty cieplne nalezy zbagatelizowac? Może i masz racje, ale pewnosci zapewne NIE! Pająki czują drgania i na tym basta? Wiecie, w sredniowieczu zakladano, ze wystarczy uwierzyc w ziemię dzwiganą przez cztery słonie! Stop ignorancji i marazmowi w mysleniu. Nie przyjmujmy nowosci bezkrytycznie, ale nie trzymajmy sie tez kurczowo zwietrzalych dogmatow.

Pozdrowienia dla nastoletnich tetryków... :D

A ja myślałem nad tą teorią 10 sekund... i doszedłem do wniosku że jest bez sensu:

1. Drgania i węch są dużo szybsze i dużo pewniejsze od przewodnictwa ciepła (słońce przyświeci w sieć)

2. Owady mają bardzo małą temperaturę ciała, działają tylko wtedy gdy na atmosfera jest już jest dość ciepła

3. Minimalne różnice temperatury między owadem a siecią (otoczeniem) są jeszcze pomniejszane przez to że sieć jest bardzo bardzo wydajnym radiatorem

Z czystym sumieniem można teorię zbagatelizować i nie czuje się nastoletnim tetrykiem :P tylko racjonalnie myślącym człowiekiem.

Share this post


Link to post
Share on other sites

A ja myślałem nad tą teorią 10 sekund... i doszedłem do wniosku że jest bez sensu:

1. Drgania i węch są dużo szybsze i dużo pewniejsze od przewodnictwa ciepła (słońce przyświeci w sieć)

2. Owady mają bardzo małą temperaturę ciała, działają tylko wtedy gdy na atmosfera jest już jest dość ciepła

3. Minimalne różnice temperatury między owadem a siecią (otoczeniem) są jeszcze pomniejszane przez to że sieć jest bardzo bardzo wydajnym radiatorem

Z czystym sumieniem można teorię zbagatelizować i nie czuje się nastoletnim tetrykiem :P tylko racjonalnie myślącym człowiekiem.

.. no i nie zaprzeczam, że mozesz miec racje;)

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
      Międzynarodowy zespół uczonych wpadł na trop rewolucyjnej, niespodziewanej metody zapisu danych na dyskach twardych. Pozwala ona na setki razy szybsze przetwarzanie informacji niż ma to miejsce we współczesnych HDD.
      Naukowcy zauważyli, że do zapisu danych wystarczy jedynie ciepło. Dzięki temu będzie ona zachowywana znacznie szybciej i zużyje się przy tym mniej energii.
      Zamiast wykorzystywać pole magnetyczne do zapisywania informacji na magnetycznym nośniku, wykorzystaliśmy znacznie silniejsze siły wewnętrzne i zapisaliśmy informację za pomocą ciepła. Ta rewolucyjna metoda pozwala na zapisywanie terabajtów danych w ciągu sekundy. To setki razy szybciej niż pracują obecne dyski. A jako, że nie trzeba przy tym wytwarzać pola magnetycznego, potrzeba mniej energii - mówi fizyk Thomas Ostler z brytyjskiego University of York.
      W skład międzynarodowego zespołu, który dokonał odkrycia, wchodzili uczeni z Hiszpanii, Szwajcarii, Ukrainy, Rosji, Japonii i Holandii.
      Doktor Alexey Kimel z Instytutu Molekuł i Materiałów z Uniwersytetu w Nijmegen mówi: Przez wieki sądzono, że ciepło może tylko niszczyć porządek magnetyczny. Teraz pokazaliśmy, że w rzeczywistości jest ono impulsem wystarczającym do zapisania informacji na magnetycznym nośniku.
      Uczeni wykazali, że bieguny w domenach magnetycznych na dysku można przełączać nie tylko za pomocą pola magnetycznego generowanego przez głowicę zapisująco-odczytującą, ale również dzięki ultrakrótkim impulsom cieplnym.
    • 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
      W dokumencie The Data Furnaces: Heating Up with Cloud Computing specjaliści z Microsoft Research proponują ogrzewanie domów ciepłem odpadowym z chmur obliczeniowych. Podobne pomysły nie są niczym nowym, jednak inżynierowie Microsoftu wpadli na nowatorski pomysł tworzenia infrastruktury chmur. Proponują oni mianowicie, by serwerów nie instalować w wielkim centrum bazodanowym, ale... w domach, które mają być przez nie ogrzewane. W ten sposób rachunki w gospodarstwie domowym za ogrzewanie spadłyby niemal do zera. Olbrzymie kwoty, rzędu 280-324 dolarów rocznie od serwera, zaoszczędziliby również właściciele chmur obliczeniowych.
      Autorzy dokumentu przewidują, że serwery byłyby umieszczane w piwnicach domów jednorodzinnych. Właściciele domów byliby zobowiązani do ewentualnego restartowania maszyn w razie potrzeby. Jak twierdzą badacze z Microsoft Research właściciele chmur już od początku zanotowaliby poważne oszczędności. Nie musieliby bowiem ponosić kosztów związanych z budową lub wynajęciem i utrzymaniem pomieszczeń, budową sieci energetycznej i teleinformatycznej, systemu chłodzenia, obniżyliby koszty operacyjne. Z drugiej strony zauważają, że energia elektryczna jest sprzedawana odbiorcom indywidualnym drożej niż odbiorcom biznesowym, zwiększyłyby się koszty konserwacji, gdyż maszyny byłyby rozrzucone do po dużej okolicy, ponadto nie we wszystkich domach dostępne są łącza o wymaganej przepustowości.
      Oczywiście do domów jednorodzinnych trafiałyby niewielkie serwery. Większe maszyny można by ustawiać w biurowcach, gdzie również zapewnią ogrzewanie budynku.
      Analiza pokazała, że największe korzyści odnieśliby mieszkańcy tych stanów, w których ogrzewanie domów pochłania najwięcej pieniędzy.
      Pracownicy Microsoftu twierdzą ponadto, że ich propozycja spowoduje, iż możliwe będzie zwiększenie wydajności chmur obliczeniowych bez jednoczesnego zwiększania zużycia energii w skali kraju. Już przed 5 laty centra bazodanowe zużywały 3% energii produkowanej w USA. Dzięki instalowaniu ich w domach jednorodzinnych będzie można zwiększyć liczbę serwerów, a tym samym zwiększyć ilość zużywanej przez nie energii, co jednak nie spowoduje globalnego wzrostu jej zużycia, gdyż jednocześnie spadnie ilość energii zużywanej przez gospodarstwa domowe do ogrzewania.
      W analizie Microsoftu zabrakło jednak odniesienia się do kwestii bezpieczeństwa czy sytuacji awaryjnych, takich jak np. przerwy w dostawie prądu.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Badacze z University of Minnesota odkryli nowy stop, który zamienia energię cieplną bezpośrednio w energię elektryczną. Prace badawcze znajdują się dopiero na wczesnym etapie, jednak nowa metoda może mieć olbrzymi wpływ np. na przemysł samochodowy. Pozwoliłaby bowiem na produkcję energii elektrycznej z ciepła układu wydechowego i ładować nią akumulatory samochodów elektrycznych.
      Nasze badania są bardzo obiecujące, gdyż dotyczą całkowicie nowej metody konwersji energii - stwierdził profesor Richard James, który stoi na czele zespołu naukowego.
      Uczeni, by uzyskać nowy stop, połączyli atomy tak, by powstał z nim materiał Ni45Co5Mn40Sn10. Nowy stop jest multiferroikiem, czyli materiałem charakteryzującym się jednocześnie więcej niż jedną cechą materiałów ferroikowych. Ich cztery podstawowe właściwości to ferromagnetyzm, ferroelektryczność, ferroelastyczność i ferrotoroidalność. Uzyskuje on tę właściwość dzięki przejściu przez odwracalny etap przemiany fazowej, podczas której jedno ciało stałe przechodzi w drugie. W trakcie przemiany zmieniają się właściwości magnetyczne materiału, które są wykorzystywane do zamiany energii cieplnej w elektryczną.
      Podczas przeprowadzonych eksperymentów niemagnetyczny materiał pod wpływem niewielkiej zmiany temperatury zyskał silne właściwości magnetyczne. Proces ten wiąże się z absorbcją ciepła i spontaniczną produkcją energii elektrycznej w otaczającym metal zwoju. Dochodzi przy tym do niewielkiej utraty ciepła, ale uczeni wiedzą, jak zmniejszyć straty.
      Badania te przekraczają wszelkie granice nauki i inżynierii. Dotyczą bowiem inżynierii, fizyki, materiałoznawstwa, chemii, matematyki i innych dziedzin - mówi profesor James.
      Prace prowadzone są w ramach grantu Multidisciplinary Univeristy Research Initiative sponsorowanego przez Biuro Badawcze Marynarki Wojennej USA.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Szkockie destylarnie zasilą 9 tysięcy gospodarstw domowych energią i ciepłem ze spalania odpadów po produkcji whisky.
      W projekcie biorą udział niektóre z najbardziej znanych tutejszych destylarni. Ostatnio podpisano kontrakty na budowę zakładu w Rothes w słynącym z whisky regionie Strathspey. Ma on powstać do 2013 roku. Realizacja całości będzie kosztować 50 mln funtów.
      Flagowy przemysł Szkocji generuje ogromne ilości odpadów w postaci wytłoków z ziarna oraz osadów z miedzianych destylatorów. Spółka joint venture Helius Energy i Combination of Rothes Distillers (CoRD) zamierza spalać wytłoki z dodatkiem drewnianych strużyn. Energię do domów ma dostarczać duńska firma inżynieryjna Energie Technick. Z osadów z destylatora powstanie zagęszczony nawóz organiczny i pasza dla zwierząt lokalnych rolników.
      Niektórzy ekolodzy zgłosili zastrzeżenia, że część drewna będzie pochodzić spoza regionu, jednak zwolennicy projektu podkreślają, że moc rzędu 7,2 megawata (tyle dałyby dwie duże turbiny wiatrowe) doskonale odpowiada lokalnemu zapotrzebowaniu i pozwala zagospodarować marnowane dotąd materiały.
      Pięćdziesiąt ze 100 szkockich destylarni znajduje się w regionie Strathspey, dlatego jak twierdzi dyrektor generalny CoRD Frank Burns, to idealna lokalizacja dla bioelektrowni, która powstanie w już funkcjonującym ośrodku przemysłowym. Mamy duże wsparcie ze strony lokalnej społeczności. Na etapie planowania nie zgłoszono żadnych obiekcji [...].
      Do zakładu trafią odpady z 16 destylarni w Strathspey, w tym ze znanych Glenlivet, Chivas Regal, Macallan i Famous Grouse. Wszystkie znajdują się w pobliżu planowanej spalarni.
×
×
  • Create New...