Углеродные нанотрубки превратили паутину в сверхпрочные провода

Физики научились покрывать нити паутины "броней" из углеродных нанотрубок, что одновременно увеличивает их прочность, защищает от воздействия воды и делает электропроводными, говорится в статье в журналеNature Communications.

Удивительные свойства паучьего шелка хорошо известны ученым. Этот материал в несколько раз прочнее кевлара, не рвется при сильном растягивании, и при этом он в пять раз легче железа. Несмотря на то, что химикам и биотехнологам уже давно известен ее состав, попытки создать искусственные нити паутины из составляющих ее белковых молекул всегда заканчивались неудачей.

У паутины все же есть "слабости" — к примеру, ее волокна быстро распадаются при попадании воды на поверхность. Иден Стивен из университета штата Флорида в Таллахасси (США) и его коллеги смогли ликвидировать этот недостаток и улучшить другие свойства нитей паутины, научившись покрывать их углеродными нанотрубками.

Для этого Стивен и его коллеги создали особый вид нанотрубок, в структуру которых входили аминогруппы — атом азота и два атома водорода, позволявшие трубкам "цепляться" за углеводородные выросты на поверхности паутины. Сами по себе эти трубки не способны соединяться с белковыми нитями, и им необходима помощь третьего реагента, в роли которого выступает, как это ни странно, обычная вода.

Как объясняют ученые, при смешивании паутины, пары капель воды и нанотрубок, последние успевают присоединиться к нитям быстрее, чем они распадаются. Это одновременно усиливает их структуру, защищает нити от разрушительного действия воды и превращает паутину в электропроводный материал.

По словам физиков, это позволяет использовать подобные "гибридные" нити паутины в качестве замены для проводов и электродов в микроэлектронике, а также в качестве нагревательных элементов за счет нагрева "углеродной шубы" под действием тока. Тем не менее, главной проблемой остается то, что ученым пока не удалось найти метод изготовления искусственной паутины.