Örümcek İpeği Özellikleri

Örümcek ipeği, örümcek ağı yada örümcek ipliği şeklinde adlandırmalar yapılan örümcek türlerinin yuva, yumurtaları için koza ve avlanma sahası üretiminde ağ olarak kullandıkları hayvansal kaynaklı liflere denir. Örümceklerin ağını örerken ürettikleri bu lifler, doğadaki en güçlü malzemelerden biridir, pamuktan daha ince olmasına karşın aynı kalınlıktaki çelikten daha dayanıklıdır.

Biyolojik bir polimer elyaf olup, amorf bir polimer (elyafı esnekleştiren) kompozisyonu karışımıdır. Sıvı olarak salgılanan ve dışarıya doğru çıktıkça sertleşen lifli bir proteindir. Sıvı püskürtüldükçe, protein molekülleri katı bir madde oluşturacakları şekilde hizalanır. Örümcek ağ liflerinin üretim süreci henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Örümcek, sıvımsı haldeki lifleri, bacaklarının da yardımıyla çıkarıyor, uzatıyor: yukarı, aşağı ya da başka şekillerde yönünü değiştiriyor. Örümcek ipeği, örümcek tarafından çok farklı fakatçlar için kullanılıyor: ağlarını oluşturmak için, yumurta keselerinin üretiminde, daha sonra yiyecek için koza içine avlarını sarıyor. Sıçrama ihtiyacı hissettiği süre veya tehlike anında aşağı atlamaya karar verdiğinde onun yardımıyla hızlıca aşağı sarkıyor, döllenme esnasında spermi aktarmaya yardımcı oluyor ve feromonlarla işaretlenmiş sınır çekme çizgilerinde bölgelerini koruma çizgisi, sığınma yeri olan yuvasını ve av alanlarını işaretleyici olarak.

Örümcek İpeğinin Özellikleri

Organik bir biyopolimer olan örümcek ipeği saç telinden ince, pamuktan hafifçe, plastikten esnek ancak çelikten beş kat sağlamdır. Aynı zamanda biyobozunur, çevre dostu ve tamamen geri dönüşebilir. Lifler yüksek direnç ve kopma uzamasının (% 26 dan fazla) benzeri olmayan kombinasyonuna sahiptir. Yüksek enerjili emici elyaf mühendisliği için örümcek ipeği mükemmeldir. Büyük oranda ve ani yüklere karşı dayanımı mükemmeldir. Örümcek ipeği, aynı kalınlıktaki çelik telden 6 kat daha çok yükü kopmadan taşıyabilir. Doğada malum en sağlam malzemelerden biridir. Örümcek ipek inceliği 4 nm düzeyindedir.

Örümcek ipeği üzerinde yapılan güncel araştırmalar, son derece güçlü ve çok yönlü bir malzeme olarak söz konusu malzemenin potansiyel kullanım alanlarının çok yaygın olabileceği yönünde. Örümcek ipeğine ilginin temel nedeni, mekanik özelliklerinin yanı sıra çevreci bir malzeme olması. Kevlar şeklinde çağıl insan el yapımı süper liflerin üretimi, çaşama kirliliğe katkıda bulunan petrokimyasal işlemleri ve malzemeleri içerir. Kevlar da konsantre sülfürik asitten çekiliyor. Buna karşılık, örümcek ipek üretimi tamamen çevre dostu. Ortam sıcaklığı ve basıncında örümcek tarafından doğal olarak üretilir. Buna ek olarak, örümcek ipeği doğada tamamen biyolojik olarak parçalanabilir.

Örümcek ipeği protein yapısında olmasına rağmen diğer proteinler benzer biçimde doğadaki küf ve bakteriler tarafınca parçalanmaz. Bu sürekliliğin nedeni örümcek ipeğinin yapısındaki pirolidin, potasyum hidrojen fosfat ve potasyum nitrattır. Pirolidin ortamdaki suyu bağlayarak ipek ipliklerinin kurumasını önler. Potasyum hidroksit fosfat ve potasyum nitrat ise ipek ipliklerinin asidik ve tuzlu olmasını sağlayarak küf ve bakteri çoğalmasını engeller.

Örümcek İpeği Kullanım Alanları

İnsanlar binlerce yıldır örümcek ipeğini çeşitli fakatçlarla kullanıyorlar; Eski Yunanlılar kanamalı yaralarda kan akışını durdurmak için kompres olarak kullandılar. Yeni Gine'deki bazı kabilelerde örümcek ipeğinden oluşan ağın yağmurdan korunmak için şapka olarak kullanıldığı biliniyor. Endonezyalıların da örümcek ipeğinden dokunmuş kumaşları vardı. Aborijinler, örümcek ipeğini, küçük balıkları avlamak için balıkçı ağları olarak kullandı. 2. Dünya Savaşı'na kadar örümcek ipeği bazı silahların ve teleskopların optik hedefleme mekanizmalarında kullanıldı. Cenup Pasifik'te Solomon Adaları'nda insanoğlu günümüzde bile balıkları avlamak için örümcek ipeğinden yapılan ağları kullanıyorlar.

Son yıllarda örümcek ipeğini laboratuvar ortamında yapay yollarla üretmek için çeşitli çalışmalar yapılıyor çünkü doğal yollarla örümcek ipeği üretme denemeleri başarısızlıkla sonuçlanıyor. 18. Yüzyılda Fransa’da yaşamış Bon de Saint-Hilaire örümcek ipeğinden kumaşın, çorap ve eldiven dokunmasının mümkün bulunduğunu göstermiş, sadece 1 kilo örümcek ipeği elde etmek için 1,3 milyon örümceğe gerek duyulması sebebiyle bunun çok da pratik olmadığı görülmüştür. Bu kadar örümcek üretilse bile bir araya konan örümcekler doğaları gereği yamyam olup birbirlerini yiyebiliyor ve bu da doğal örümcek ipeğinin üretimini (ipekböceği koza üretiminde olduğu şeklinde) ekonomik olmaktan çıkarıyor.

Örümcek ipek üretimi endüstriyel olarak uygulanabilir hale gelirse, Kevlar'ın yerini alabilir ve çok çeşitli ürün yelpazesinde; süper dayanıklı tekstil ürünleri, hafif, esnek ve kurşun geçirmez giysiler, aşınmaya dayanıklı hafif giysiler, paraşüt ipi, halatlar, ağlar, emniyet kemeri, motorlu enstrumanlar veya teknelerdeki paslanmaz paneller, gemileri bağlamak için hafif halat, lif optik ve elektromekanik kabloları, tayyare ve vapur sanayinin dış yapı malzemeleri, biyolojik olarak parçalanabilir şişeler, sargı bantları ve cerrahi iplik, zayıf kan damarları için yapay tendon veya bağlar şeklinde çok çeşitli kullanım alanı bulabilir.