تقلید از پای عنکبوت برای تولید ساختارهای نچسب

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از معاونت علمی و فناوری، عنکبوت‌های کریبلات، هزاران رشته نانوالیاف را در هم تنیده و تار چسبنده‌ای را ایجاد می‌کنند. این عنکبوت‌ها برای جلوگیری از گیرافتادن در تار خود، از یک ساختار شانه‌ای غیرچسبنده روی پاهای خود استفاده می‌کنند.

به تازگی، محققان در مقاله‌ای که در نشریه ACS Applied Nano Materials به چاپ رساندند، نانوساختاری را الگودهی کردند که با الهام از ساختار شانه‌ای این عنکبوت ساخته شده و قابلیت نچسبیدن روی سطح دارد. این ساختار برای کنترل نانومواد چسبنده در آزمایشگاه‌های پزشکی، نساجی هوشمند و دیگر حوزه‌ها قابل استفاده است.

برخلاف اکثر عنکبوت‌ها که ابریشم دارای ماده چسبناک می‌تنند، این نوع عنکبوت رشته‌ای ایجاد می‌کند که دارای ساختاری شبیه به پشم است که به بدن شکار می‌چسبد. در طول فرآیند ساخت تار عنکبوت، ساختار شانه‌ای عنکبوت موسوم به کالامیستروم روی نانوالیاف بیرون آمده از شکم عنکبوت کشیده شده و این نانوالیاف به تار تبدیل می‌شوند.

محققان این پروژه از این که شانه‌های عنکبوت کریبلات به نانوالیاف نمی‌چسبد متعجب بودند. آنها دریافتند که این عنکبوت از راهبرد جدیدی برای کار با نانوالیاف استفاده می‌کند.

پژوهشگران با تراشیدن کالامیستروم گروهی از این عنکبوت‌ها به مطالعه آنها پرداختند. نتایج نشان داد که برخلاف عنکبوت‌های معمولی، در عنکبوت‌های کریبلات، ساختاری شبیه به اثرانگشت در مقیاس ‌نانو وجود دارد؛ این ساختارها روی پای عنکبوت قرار دارد و مانع از تماس مستقیم سطح پا با نانوالیاف می‌شود و در نتیجه نیروی واندروالس چسبناک به حداقل می‌رسد.

برای تقلید از این نانوساختار و تولید آن در آزمایشگاه، محققان از لیزر برای الگودهی سطح پلی‌اتیلن ‌تترافتالات استفاده کردند. سپس سطح این پلیمر را با طلا پوشش دادند. بررسی‌ها نشان داد که این ساختار از نظر توان نچسبیدن به سطح، مشابه نسخه طبیعی است.

این پروژه با حمایت مالی برنامه هورایزن ۲۰۲۰ و برنامه نوآوری انجام شده‌است و بخشی از بودجه کار را نیز دولت فدرال آلمان تامین کرده است.