Las telarañas pueden resistir el impacto de un depredador y, al mismo tiempo, ayudar a atrapar y detectar presas pequeñas. Las arañas diseñan estas redes livianas para brindar resistencia y elasticidad utilizando diferentes sedas y estructuras geométricas. Recientemente, Los investigadores desentrañaron un nuevo mecanismo de absorción de energía que explica cómo las telarañas pueden ser simultáneamente sensibles y resistentes a los impactos. El equipo de investigación informa sus hallazgos en Letras de física aplicada .

Las arañas armonizan las sedas espirales y radiales para mejorar la capacidad de absorción de su red. Las sedas en espiral son suaves y elásticas, mientras que las sedas radiales suelen ser rígidas y uniformes. Los investigadores encontraron que la seda en espiral presenta una variación de gradiente distinta a lo largo de los radios radiales que se extienden hacia afuera desde el centro de la red. Sus resultados también muestran que debido a las óptimas propiedades mecánicas de la seda, una telaraña puede exhibir una absorción de energía casi uniforme en cualquier punto de la telaraña.

La investigación existente comparó las diferencias estructurales y materiales entre las redes para explicar los diferentes niveles de absorción de energía. Aquí, los investigadores analizaron las propiedades de los materiales de la telaraña para comprender cómo la interacción entre diferentes sedas y estructuras geométricas afecta la absorción de energía.

Este es el primer trabajo que evalúa las diferencias entre las sedas espirales en la misma red. Los hallazgos muestran que las variaciones de gradiente en las sedas espirales son significativas y repetibles, independientemente del grosor del hilo, dimensión web, o características de la araña individual.

Primero, el equipo crió arañas tejedoras de orbes en su laboratorio y desarrolló marcos de madera especiales para contener y recolectar muestras de telarañas. Los investigadores aseguraron las muestras de telaraña para evitar la deformación y examinaron las sedas en espiral bajo un microscopio óptico. Una vez que obtuvieron el diámetro de diferentes sedas, Los investigadores realizaron pruebas de tensión uniaxial para determinar la resistencia y elasticidad variables de la seda. Los investigadores también midieron la densidad numérica de las gotas de pegamento que se forman en la seda en espiral a medida que se construye la red y conectan los radios de la seda.

Según Xi-Qiao Feng, profesor de la Universidad de Tsinghua en China y autor del artículo, el equipo finalmente descubrió que "las sedas en espiral presentan una variación de gradiente distinta en la rigidez a la tracción a lo largo de la dirección radial de la red. Debido a la variación de gradiente en las propiedades de las sedas en espiral, la red exhibe una capacidad de absorción de energía casi uniforme, independientemente de la posición en la que una presa voladora impacte en la web ".

Avanzando, el equipo planea investigar los sorprendentes comportamientos dinámicos de las telarañas durante la captura. Es más, los principios extraídos de las telarañas podrían ofrecer ideas para diseñar estructuras resistentes a los impactos o terrenos futuros, vehículos aéreos y navales.