Lethal spider’s web sheds light on material strength / La ragnatela del ragno mortale fa luce sulla resistenza del materiale.

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Joseph Cotellessa

(Credit: Oxford University)

A transatlantic team of researchers has discovered the secret behind the immense strength of the brown recluse spider’s silk.

Known as one of the world’s most venomous arachnids, the brown recluse’s silk is also the strongest found anywhere in the spider kingdom. Now, scientists from Oxford University’s Department of Zoology and the Applied Science Department at Virginia’s College of William & Mary have revealed the source of the material’s exceptional toughness.
Published in the journal Material Horizons, the research describes how the spider uses a micro-looping technique to reinforce its thread. This is facilitated by the recluse producing thin, flat silk that resembles a ribbon, rather than the round silk produced by other spiders. According to the team, the flatness provides flexibility, which prevents breakage when the strengthening knots are spun.
“The theory of knots adding strength is well proven,” said Professor Hannes Schniepp from William & Mary. “But adding loops to synthetic filaments always seems to lead to premature fibre failure. Observation of the recluse spider provided the breakthrough solution…The ribbon shape adds the flexibility needed to prevent premature failure, so that all the microloops can provide additional strength to the strand.”

(Credit: Oxford University)

The team used computer simulations to demonstrate that fibres with loops were significantly stronger than those without. According to Professor Fritz Vollrath from Oxford’s Department of Zoology, the technique could be used with synthetic materials for a range of applications.
“For example, carbon filaments could be looped to make them less brittle, and thus allow their use in novel impact absorbing structures,” he said. “One example would be spider-like webs of carbon-filaments floating in outer space, to capture the drifting space debris that endangers astronaut lives’ and satellite integrity.”

ITALIANO

Un gruppo transatlantico di ricercatori ha scoperto il segreto dietro l'immensa forza della seta del ragno marrone recluso.
Conosciuto come uno degli aracnidi più velenosi al mondo, la seta del recluso marrone è anche la più forte mai trovata da nessuna parte nel regno del ragno. Ora, gli scienziati del Dipartimento di Oxford University di Zoologia e il Dipartimento di Scienze Applicate al College of William & Mary Virginia hanno rivelato la fonte della resistenza eccezionale del materiale.
Pubblicato sulla rivista Materiale Orizzonti, la ricerca descrive come il ragno utilizza una tecnica di micro-loop per rafforzare il filo prodotto. Ciò è facilitato dal recluso producendo uno strato sottile di seta, di forma piatta che assomiglia a un nastro, piuttosto che alla seta rotonda prodotta da altri ragni. Secondo il gruppo, la forma piatta fornisce la flessibilità, che impedisce la rottura quando i nodi di rinforzo sono filati.
"La teoria dei nodi che aggiungono forza è ben dimostrata", ha detto il professor Hannes Schniepp da William & Mary. "Ma l'aggiunta di loop a filamenti sintetici sembra sempre portare al fallimento la fibra in modo prematuro. L'osservazione del ragno recluso ha fornito la soluzione innovativa ... La forma del nastro aggiunge la flessibilità necessaria per evitare il danno prematuro, in modo che tutti i microloops siano in grado di fornire resistenza supplementare al filamento. "

Il gruppo ha utilizzato simulazioni al computer per dimostrare che le fibre con i loops (avvolgimenti circolari) erano significativamente più forti rispetto a quelli senza. Secondo il professor Fritz Vollrath dal Dipartimento di zoologia di Oxford, la tecnica potrebbe essere utilizzata con materiali sintetici per una gamma di applicazioni.
"Per esempio, i filamenti di carbonio potrebbero essere realizzati  in forma di loop per renderli meno fragili, e quindi consentire il loro utilizzo in strutture di nuovo assorbimento di impatto", ha detto. "Un esempio potrebbe essere la realizzazione di ragnatele simili con filamenti di carbonio che galleggiano nello spazio esterno, per catturare i detriti spaziali alla deriva che mettono in pericolo la vita degli astronauta e l'integrità satellitare."


Da:

https://www.theengineer.co.uk/lethal-spiders-web-sheds-light-on-material-strength/?cmpid=tenews_3107556