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Polymers02:34

Polymers

The word polymer is derived from the Greek words “poly” which means “many” and “mer” which means “parts”. Polymers are long chains of molecules composed of repeating units of smaller molecules, known as monomers. They either occur naturally, such as DNA and proteins, or can be constructed synthetically, like plastics. They have varied structural characteristics, such as linear chains, branched chains, or complex networks, that contribute to the properties that they exhibit. Additionally,...
Polymer Classification: Architecture01:14

Polymer Classification: Architecture

Polymers are classified as linear or branched on the basis of their chain architecture. The polymer chains in linear polymers have a long chain-like structure with minimal to no branching at all. Even if a polymer features large substituent groups on the monomer, which appear as branches to the skeleton, it is not considered a branched polymer. A branched polymer contains secondary polymer chains that arise from the main polymer chain. The branching occurs when the polymer growth shifts from...
Classification and Mechanical Properties of Synthetic Polymers01:28

Classification and Mechanical Properties of Synthetic Polymers

Synthetic polymers are classified as elastomers, fibers, or plastics based on their crystallinity. Crystallinity, the degree of long-range order in the solid state, influences the mechanical properties (stretching or contracting) of elastomers. Elastomers are flexible polymers that can expand or contract easily upon the application of an external force. They have numerous crosslinks that pull them back into their original shape when stress is removed. Silicones, for instance, are highly elastic...
Bioplastics01:27

Bioplastics

Bioplastics derived from microbial processes present a sustainable alternative to conventional petroleum-based plastics. Among these, polyhydroxyalkanoates (PHAs), particularly polyhydroxybutyrates (PHBs), have emerged as prominent candidates due to their biodegradability and biocompatibility. These polymers are synthesized by a variety of bacteria, such as Cupriavidus necator and Pseudomonas putida, which naturally accumulate PHAs as intracellular carbon and energy reserves, especially under...

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バイオポリマー:蜘蛛のドラッグラインの形状記憶

Olivier Emile1, Albert Le Floch, Fritz Vollrath

  • 1Laboratoire de Physique des Lasers, UMR CNRS 6627, Université de Rennes 1, 35042 Rennes, France. olivier.emile@univ-rennes1.fr

Nature
|March 31, 2006
PubMed
まとめ

スパイダー・ドラッグライン・シルクには,優れたトルション形状記憶機能があり,外部刺激なしに元の形状を完全に回復します. この生物フィラメントは,独特で動的に変化するトルション定数を持ち,合成繊維よりも性能が優れています.

科学分野:

  • バイオマテリアル科学 バイオマテリアル科学
  • 材料の力学について
  • 繊維工学 繊維工学とは

背景:

  • 蜘蛛のドラッグラインは,合成繊維と比較して優越した柔軟性と強さで知られています.
  • 機械的性能に不可欠なクモ糸のトルション特性については,まだほとんど研究されていない.
  • クモは,ドラッグラインで吊るされたときにめったに曲がらないので,独特のトルション行動を示唆しています.

研究 の 目的:

  • スパイダー・ドラッグライン・シルクの未知のトルション特性を調査するために.
  • クモのドラッグラインに何らかの形のトルション形状記憶があるかどうかを判断するために.
  • この生物フィラメントのリラクゼーションダイナミクスとトルション定数を分析するために.

主な方法:

  • スパイダー・ドラッグライン・シルクをトルション・ストレスの影響を受けさせ,回復行動を観察する.
  • 扭曲下でののリラックスダイナミクスを測定する.
  • 回復過程中のトルション定数の変化を分析する.

主要な成果:

  • スパイダー・ドラッグライン・シルクには,重要なトルション形状記憶効果があり,初期形状の完全かつ可逆的な回復を可能にします.
  • は,外部刺激なしに,内部分子機構を通してのみ元の形状を取り戻します.

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  • 観察されたリラクゼーションダイナミクスは,生物学的分子内の連続的に異なるトルション定数を明らかにします.

    • 結論:

    • スパイダー・ドラッグライン・シルクには,合成繊維には見られない性質であるトルション変形から回復する本質的な能力があります.
    • 独特のトルション形状メモリと変形トルション定数は,スパイダーシルクの優れた機械性能に貢献しています.
    • これらの発見は,蜘蛛の糸の驚くべき性質に触発されたバイオミメティック材料の設計のための新しい道を開く.