นักวิจัยพบแล้ว ความลับของใยแมงมุม ที่แกร่งกว่าเหล็กถึง 5 เท่า

รู้หรือไม่? ใยแมงมุม เป็นวัสดุธรรมชาติที่แข็งแกร่งที่สุด และในตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ก็เข้าใจแล้วถึงสาเหตุแห่งความแข็งแกร่งของมัน 

ด้วยการใช้ กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (Atomic force microscope) ที่สามารถตรวจสอบรายละเอียดเล็กๆ ได้ในระดับนาโนเมตร ทำการตรวจสอบเส้นใยของแมงมุมในสายพันธุ์ Brown recluse หรือมีชื่อในภาษาไทยว่า แมงมุมสันโดษสีน้ำตาล​​​​​ ซึ่งสามารถสำรวจลงลึกได้ถึงระดับโมเลกุลเลยทีเดียว ​ พบว่าในแต่ละเส้นใยนั้นถูกสร้างขึ้นมาจากการรวมตัวของเส้นใยขนาดเล็กจำนวนมากนับ 1,000 เส้น ที่เรียงตัวขนานกันไปตามความยาวของเส้นในแมงมุม

ซึ่งหวังว่าการค้นพบโครงสร้างที่สำคัญของใยแมงมุม Brown recluse นี้จะทำให้เราสามารถสร้างวัสดุที่มีความแข็งแกร่งในระดับยิ่งยวดเลียนแบบเส้นใยของมันได้

โดยนักวิทยาศาสตร์จากสถาบัน College of William and Mary รัฐเวอร์จิเนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา ให้ข้อมูลว่า "เส้นใยขนาดเล็กในระดับนาโนถูกสร้างขึ้นมาจากโปรตีนที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางที่บางเพียง 1 ในล้านนิ้ว หรือมีความบางน้อยกว่าเส้นผมของเราเป็น 100,000 เท่า"

แมงมุม Brown recluse หรือแมงมุมสันโดษสีน้ำตาล

ขอบคุณภาพประกอบจาก Wikipedia

"ในตอนแรก เราคาดหวังว่าโครงสร้างของเส้นใยแมงมุมไม่น่าจะมีความซับซ้อนอะไร แต่เรากลับพบว่ามันถูกสร้างขึ้นจากการรวมเส้นใยขนาดเล็กจำนวนมากเข้าไว้ด้วยกัน" หนึ่งในทีมวิจัยกล่าว

โดยแนวคิดเกี่ยวกับการรวมตัวของเส้นใยขนาดเล็กจำนวนมากนั้น ได้เคยถูกนำเสนอมาก่อน และนี่เป็นครั้งแรกที่วงการวิทยาศาสตร์สามารถพิสูจน์ได้อย่างชัดเจนว่าโครงสร้างของมันเป็นอย่างไร และนักวิทยาศาสตร์เลือกที่จะทำการศึกษาใยของแมงมุมพันธุ์ Brown recluse เพราะรูปทรงของเส้นใยมีลักษณะแบนๆ ไม่เหมือนใยแมงมุมอื่นๆ ที่เส้นใยจะเป็นทรงกลมๆ

และถ้าเราจำลองการสร้างเส้นใยด้วยเทคนิคการทอแบบพิเศษที่ทีมนักวิทยาศาสตร์เพิ่งค้นพบเมื่อปีที่แล้ว เราก็จะสามารถสร้างวัสดุชนิดใหม่ ที่มีความแข็งแกร่งมากกว่าเหล็กถึง 5 เท่าได้เลย "พวกเราเชื่อว่าเคล็ดลับในความแข็งแกร่งของใยแมงมุม Brown recluse อยู่ที่รูปแบบการทอเส้นใยขนาดเล็กจำนวนมากเข้าด้วยกัน"

โดยใยของแมงมุมสายพันธุ์อื่นๆ นั้นมีรูปแบบการผลิตเส้นใยที่ต่างออกไป ความพิเศษของใยแมงมุม Brown recluse คือมันถูกสร้างขึ้นมาเพื่อให้ยึดจับเหยื่อที่อยู่ในระดับพื้นดินไม่ให้หนีไปไหนได้ ดังนั้นจึงต้องการความแข็งแรงเป็นพิเศษ

โดยทีมวิจัยได้สร้างโมเดลจำลองตามแบบของเส้นใยแมงมุม Brown recluse ทำให้ได้วัสดุที่มีความยาว บางมากๆ และมีรูปทรงเป็นสายแบนๆ นอกจากนี้ยังมีงานวิจัยของทีมอื่นๆ อีกมากมาย ที่พยายามสร้างใยแมงมุมจำลอง เพื่อนำไปผลิตวัสดุที่มีความแข็งแกร่งแต่น้ำหนักเบา อย่างเช่นหมวกกันน็อค เรื่อยไปจนถึงผ้าพันแผล และผลงานวิจัยใยแมงมุมในระดับนาโนนี้ จะสามารถนำไปประยุกต์ใช้ให้เกิดประโยชน์อย่างแน่นอน

คุณ Mohan Srinivasarao จาก National Science Foundation (มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกา) ซึ่งเป็นองค์กรที่ให้ทุนสนับสนุนงานวิจัยชิ้นนี้กล่าวว่า "ผลของงานวิจัยที่มีการรายงานออกมานั้น ได้เผยเงื่อนงำที่ธรรมชาติใช้ในการสร้างสรรค์วัสดุที่น่ามหัศจรรย์ และการที่เราเข้าใจถึงคุณสมบัติของใยแมงมุม Brown recluse ลงลึกไปในระดับโมเลกุล ไม่ได้เพียงทำให้เรามีข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวัสดุในธรรมชาติที่มีความแข็งแกร่งที่สุด แต่มันยังปูทางไปสู่การสร้างวัสดุสังเคราะห์รูปแบบอื่นๆ อีกด้วย"