Struny do skrzypiec z pajęczych nici

Mechaniczne właściwości pajęczej nici interesują dr. Shigeyoshi Osaki z japońskiego Uniwersytetu Medycznego Nara od lat. Zajmują go zwłaszcza te nici, na których pająki zwieszają się z gałęzi lub "nurkują" z wysokości. Swoje badania ich wytrzymałości relacjonował m.in. w jednym z numerów pisma "Polymer Journal" z 2007 r.

Jednocześnie Osaki udoskonalił metody uzyskiwania większych ilości tych nici od pająków trzymanych w laboratorium. Szukając dla nich możliwych zastosowań, zwrócił uwagę na skrzypce. "Instrumenty smyczkowe, takie jak skrzypce, były obiektem wielu badań - zauważa. - A jednak nie wszystkie ich elementy szczegółowo opisano, gdyż większość muzyków interesuje raczej ich pudło, niż właściwości smyczka lub strun".

Idąc tym tropem Osaki zaprzągł do pracy 300 pajęczyc Nephila maculata, gatunku znanego z budowy wyjątkowo kunsztownych pajęczyn. Najpierw skręcał od trzech do pięciu tysięcy pojedynczych pajęczyn (ułożonych w jednym kierunku) w "linkę", a potem trzy takie linki, złożone w różnych kierunkach, skręcił w strunę.

Następnie naukowiec mierzył jej wytrzymałość na rozciąganie. Dla skrzypków, dla których każde zerwanie struny w czasie koncertu oznacza mały dramat, jest to podstawowy sprawdzian jakości materiału. Okazało się, że struny z pajęczyny wytrzymują rozciąganie gorzej niż tradycyjne struny ze zwierzęcych jelit, ale lepiej niż struny nylonowe powleczone aluminium.

Badanie pod mikroskopem elektronowym pokazało, że o ile same struny w przekroju są idealnie okrągłe, to przekroje ich składowych części tworzą przeróżne, wieloboczne kształty. A jednak pasują do siebie idealnie i nie ma między nimi wolnej przestrzeni. Zdaniem dr Osaki właśnie ta cecha decyduje o wytrzymałości i wyjątkowej barwie podczas gry. "Kilku zawodowych skrzypków oceniło, że struny z pajęczyny... dają pożądaną barwę, i mogą dać początek muzyce nowego rodzaju" - relacjonuje badacz.

Nowe struny, technika ich produkcji i metody testowania będą opisane w najnowszym numerze "Physical Review Letters". (PAP)