Ученых поразили акустические свойства паутины

Новые открытия в сфере паучьего шелка могут вдохновить создание новых материалов, которые способны управлять звуком и теплом так же, как полупроводниковые микросхемы управляют электронами.

Справка

Шелк имеет иерархическую структуру и состоит из белка, который сворачивается в листы и формирует кристаллы.

Эти твердые кристаллы соединяются более мягкими аморфными нитями.

Натяжение или ослабление таких нитей изменяет акустические свойства шелка, регулируя механическое соединение между кристаллами.

Об этом сообщили ученые из университета Райса (США), а также из Европы и Сингапура. Результаты опубликованы в издании Nature Materials.

Они обратили внимание на микроскопическую структуру паучьего шелка и выявили уникальные особенности, которые позволяют передавать фононы — квазичастицы звука.

Оказывается, паучий шелк имеет ширину запрещенной зоны фононов. Она способна блокировать фононовые волны подобно тому, как электронная ширина запрещенной зоны — основное свойство полупроводников — может блокировать одни электроны и пропускать другие.

По словам ученых, это первое такое открытие гиперзвуковой фононовой ширины запрещенной зоны в биологическом материале.

Перспективная паутина

— Пока не ясно, как использует это свойство паук, а вот как люди могли бы использовать, идеи есть, заявил соавтор статьи Эдвин Томас.

Ученый предположил, что кристаллическую микроструктуру паучьего шелка можно реплицировать в других полимерах. Так удастся получить настраиваемые динамические метаматериалы, такие как фононовые волноводы и новейшие звуковые и тепловые изоляторы, поскольку высокая температура проходит через твердые тела в виде фононов.

— Фононы — это механические волны, отметил Томас. — И если у материала есть области разной эластичности и плотности, то волны делают то, что и должны делать волны: они рассеиваются. Детали рассеивания базируются на упорядоченности и механическом спаривании разных областей в пределах материала, из которого они рассеиваются.

Пауки преуспели в отправке и считывании вибраций паутины; так они определяют местонахождение дефектов и узнают о том, что в сеть угодила еда.

Соответственно, шелк способен передавать широкий диапазон звуков, которые, как полагают ученые, пауки интерпретируют разными способами.

Ученые выяснили, что также шелк способен глушить некоторые звуки.

— В паучьем шелке есть множество различных интересных микроструктур, и наша группа выяснила, что можно управлять шириной запрещенной зоны, изменяя натяжение шелковых волокон, заявил Томас. — Существует целый диапазон инертных частот. И если передавать звук на одной из них, он не войдет в материал.

Ученые установили, что когда шелк ослаблен, скорость фононов в нем замедляется на 15%, а полоса пропускания частот, которые он блокирует, увеличивается на 31%. И, напротив, в состоянии натяжения скорость возрастает на 27%, а полоса пропускания уменьшается на 33%.

26.07.2016



Про инновации и не только


Высокие технологии



Ученые создали гибрид робота и стрекозыУченые создали гибрид робота и стрекозы

Ученые уже давно пытаются создать гибрид

Открыта возможность программировать спины дырОткрыта возможность программировать спины дыр

Наномасштабные магнитные перфорированные решет...

Вы слыхали, как звучит квантовая музыка?Вы слыхали, как звучит квантовая музыка?

Квантовая механика устанавливает пределы чувст...

Разработан новый метод для анализа структуры фотонного кристаллаРазработан новый метод для анализа структуры фото...

Новая технология, разработанная учеными из&nbs...

Созданы роботы, способные двигаться на светуСозданы роботы, способные двигаться на свету

Если бы не отсутствие нужных источни...

Исследователи усовершенствовали распознавание газовИсследователи усовершенствовали распознавание газ...

Люди распознают различные запахи благодаря хим...

Ученые получили картины, написанные звукомУченые получили картины, написанные звуком

Инженеры разработали простой энергоэффективный...

Новый алгоритм повышает безопасность дроновНовый алгоритм повышает безопасность дронов

Квадрокоптеры обрели популярность среди любите

Открыта новая форма свеченияОткрыта новая форма свечения

Светящиеся в темноте наклейки, причудливы...

Shell отправит робота для работы на самых опасных месторождениях нефтиShell отправит робота для работы на самых опасных...

Как стало известно, компания Shell отправит пе...

Новое изобретение позволит чистить котельные без простоя оборудованияНовое изобретение позволит чистить котельные без ...

Трудоемкая и проблематичная очистка забит...

Кремниевые транзисторы сдают позицииКремниевые транзисторы сдают позиции

Десятилетиями исследователи пытались использов...

Высушили и обесценили: топливные элементы станут доступнееВысушили и обесценили: топливные элементы станут ...

Исследователи из университета штата Вашин...

Ученых поразили акустические свойства паутиныУченых поразили акустические свойства паутины

Новые открытия в сфере паучьего шелка мог...

Получена синтетическая кожа с памятью для роботов нового поколенияПолучена синтетическая кожа с памятью для роботов...

Роботизированные руки используются людьми уже&...

Открыт новый способ управлять электронными свойствами материалов с помощью кислородаОткрыт новый способ управлять электронными свойст...

У отельеров и материаловедов на само...

Осмий назвали потенциальным вместилищем фермионовОсмий назвали потенциальным вместилищем фермионов

В кристаллической структуре магнита вполне мож...

Открыто новое состояние молекулы водыОткрыто новое состояние молекулы воды

Нейтронное рассеяние и компьютерное модел...

Российские инновационные разработки в нефтегазовой отраслиРоссийские инновационные разработки в нефтегазово...

Несколько лет тому назад компания Уникаль...

Представлен новый метод описания искривленного светаПредставлен новый метод описания искривленного св...

Исследователи из университета Рочестера п...

Подогреет, обогреет и поддаст паркуПодогреет, обогреет и поддаст парку

Котельные установки представляют собой комплек...

Лабораторные исследования несовершенны без качественного оборудованияЛабораторные исследования несовершенны без качест...

Лаборатория как структурное подразделение...

В микроскоп ученые увидели, как маленькие подминают большихВ микроскоп ученые увидели, как маленькие подмина...

Новое исследование, опубликованное в изда...

В топологическом материале найдены кроличьи норыВ топологическом материале найдены кроличьи норы

Исследователи из Принстона наблюдали стра...

Повысилась эффективность тестов контроля качестваПовысилась эффективность тестов контроля качества

Совсем скоро производители смогут проводить мн...

Открыт метод проверки конденсаторов на микротрещиныОткрыт метод проверки конденсаторов на микротрещи...

И медицинские импланты, и космическое обо...

Роботов научат бережному обращению с формами жизниРоботов научат бережному обращению с формами жизн

На глубине моря впервые применили мягких робот...

Разработан нетоксичный сплав для сварочных расходниковРазработан нетоксичный сплав для сварочных расход...

Новый сплав снизит риск вдыхания сварщиками то

Аббатство Роботон: роботы в качестве профессиональной прислугиАббатство Роботон: роботы в качестве профессионал...

Исследователи из Juniper Research уверены...

Кухонная роскошь, инновационный девайс и незаменимая помощницаКухонная роскошь, инновационный девайс и незамени...

Женщине, ведущей хозяйство, всегда есть чем&nb...

Поиск на сайте

Магазин

  
Kingston HyperX 3K 240GB (SH103S3/240G)8290.00 руб.

Знатоки клуба инноваций



ТОП - Новости мира, инновации

Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?
Мастерские инноваций открылись в Казани на три дняМастерские инноваций открылись в Казани на три дня
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Спасти Тасманского ДьяволаСпасти Тасманского Дьявола
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на

Новости компаний, релизы

Как проверить и погасить штраф ПДД с мобильного телефонаКак проверить и погасить штраф ПДД с мобильного телефо
Как выбрать и где купить люстру с дистанционным управлениемКак выбрать и где купить люстру с дистанционным управл
Сертификация домена от компании 2DomainsСертификация домена от компании 2Domains
Конструктор сайтов от reg.ru: выбор успешных компанийКонструктор сайтов от reg.ru: выбор успешных компаний
Хакеры используют решение Трампа по ракетному удару в СирииХакеры используют решение Трампа по ракетному удару в