Пауки и их паутина

Пауков отправят на общественные работы — создавать оптическое волокно

То, что паучьи волокна намного крепче металлических нитей такой же толщины — известно давно. Другое дело, что практического применения им никак найти не могут, поскольку пауки производят их довольно мало. Но вот, кажется, придумали использовать эти волокна для создания оптического волокна — сверхтонкого.
Зачем оно нужно? Наличие сверхтонких волокон позволит передавать сигналы (лучи света, то есть) в нанометровых оптических схемах. А компьютеры, в которых обмен данными между различными частями будет происходить со скоростью света, — это компьютеры "предельного класса".

До таких компьютеров, впрочем, пока ещё очень далеко. А вот до технологий сверхтонкого оптоволокна — близко. Ну, а как здесь может быть задействована паутина?    
Так же, как и фитиль при производстве свечки — причём в буквальном смысле. Фитиль обмакивают в парафин или воск и вынимают. Когда первый слой засохнет, обмакивают снова. И так до тех пор, пока толщина свечки не будет соответствовать ГОСТу.

По тому же пути пошли Юшань Янь (Yushan Yan) и его коллеги по Калифорнийскому университету в Риверсайде (University of California at Riverside). Берётся паучья нить длиной в сантиметр и обмакивается в раствор ортосиликата тетраэтила. Затем, когда раствор высыхает, его обжигают при температуре 420oC. Паучья нить выгорает, а образовавшаяся трубка сжимается в целых пять раз. В результате возникает полая трубка толщиной всего в один микрометр. Технология, предложенная Янем, действительно поразительно проста. В качестве поставщика паучьего сырья учёные использовали гигантского мадагаскарского паука-кругопряда Nephila madagascariensis.

Гигантский мадагаскарский паук-кругопряд Nephila madagascariensis.
Надо сказать, что его нити довольно-таки толстые. Обычными методами можно получить гораздо более тонкие оптические волокна — в 25 нанометров (один микрометр равен одной тысячной доле миллиметра, один нанометр — это одна миллионная миллиметра).
Но амбициозная команда Яня собирается освоить технологию создания оптоволоконных нитей толщиной всего в два нанометра. Каким образом? Для этого им просто понадобится другой паук. В качестве кандидата рассматривается Stegodyphus pacificus — крошечный общественный паучок, плетущий волокна толщиной всего десять нанометров. После обжига, силикатные трубки, сделанные с помощью нитей Stegodyphus, "похудеют" в пять раз — и вот вам обещанные два нанометра.

Физик Филипп Рассел (Philip Russell), сотрудник университета города Бат (Bath University) в Великобритании, — тот самый, что предложил использовать оптическое волокно в телекоммуникационной области, пришёл в восхищение от простоты и дешевизны способа, предложенного Янем сотоварищи. Больше того, по мнению Рассела, благодаря этой технологии можно будет создавать крошечные сенсоры, использующие свойства "супрамолекулярных" химических процессов, происходящих с веществами, когда те оказываются замкнутыми в очень тесном пространстве. В таких ситуациях скорость протекания химической реакции значительно повышается, да и протекают они иначе. В этой области часто используются пресловутые углеродные нанотрубки, но диапазон их форм, размеров и текстур не слишком велик. Технология Яня позволит изменить это положение.

Химик Кристофер Вайни (Christopher Viney), сотрудник эдинбургского университета Heriot Watt, полагает, что столь тонкие волокна можно использовать для создания более совершенных зондов в ближнепольных микроскопах. Такие используются биологами при попытке рассмотреть наиболее микроскопические особенности того или иного объекта — меньшие, чем длина световой волны. Stegodyphus — потенциальный подрядчик на поставки заготовочных материалов для сверхтонкого оптического волокна. В настоящее время в таких микроскопах используются "линзы" из оптических волокон, полученных из сверхтонких стеклянных трубок. Но они всё равно довольно широки — 100 нанометров. Обещанные два нанометра обеспечат куда большую точность.