Как паутина может заменить оптическое стекло — неожиданный поворот в науке

Казалось бы, что может быть общего между паутиной и высокоточными оптическими системами? На самом деле — очень многое. Учёные сделали удивительное открытие: один из видов паучьего шелка способен стать отличным материалом для создания биологических линз.

Почему именно паутина

Драглайн-шелк, из которого строится основная часть паутины, обладает рядом поразительных свойств. Его показатель преломления — около 1,55, что сопоставимо со стеклом. Кроме того, он прочен, эластичен и нетоксичен, что делает его идеальным кандидатом для медицинских технологий.

"Высокие эластичность, вязкость и прочность на растяжение делают драглайн-шелк интересным природным материалом", — отмечает профессор Национального университета Янь-мин Чэн-Ян Лю.

Как создают линзу из паутины

Учёные собрали паутину паука-сенокосца, живущего в Европе. Из его крупной ампульной железы извлекли прочную нить, сделали из неё гладкое волокно и нанесли на него смесь воска и смолы. Там, где капли смолы оседали, шелк образовывал куполообразные структуры. После обжига в печи они затвердевали и становились линзами.

Биолинза в действии

Купольные линзы из паутины создают так называемые фотонные наноэлектриты (PNJ), которые применяются в визуализации клеток, микроскопии и даже хирургии. Главное преимущество — низкая стоимость и простота производства по сравнению с традиционными технологиями.

"Купольная линза с гибкими фотонными нанометрами подойдет для визуализации наноразмерных объектов на различных глубинах в пределах биологической ткани", — говорит Лю.

Универсальность и доступность

Размер и форма PNJ напрямую зависят от геометрии линзы. Ученые установили, что для получения наилучшего изображения требуется средняя купольная линза с диэлектрическим покрытием. Такие линзы могут быть незаменимыми в биомедицине, особенно благодаря своей гибкости и биосовместимости.

"Нативные шелковые волокна интересны для применений в оптике, связанных с визуализацией и зондированием… Естественная оптическая биолинза на основе паутинного шелка вполне осуществима и заслуживает дальнейшего изучения", — подытоживает Лю.

Уточнения

Паути́на - секрет паутинных желёз, который вскоре после выделения застывает в форме нитей. По химической природе это белок, близкий по составу к шёлку насекомых. Паутину способны выделять представители ряда групп паукообразных (пауки, ложноскорпионы, некоторые клещи) и губоногие многоножки.