Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zart und dennoch robust: Neue Erkenntnisse über Spinnenseide gewonnen

26.07.2016

Physiker der Universität Leipzig haben gemeinsam mit ausländischen Partnern bei Experimenten mit Laserstrahlen völlig neue Erkenntnisse über die Beschaffenheit von Spinnenseide gewonnen. Sie fanden heraus, dass die Schallausbreitung innerhalb der Verzweigungen Anomalien aufweist, die beispielsweise die Ausbreitung mechanischer Schwingungen für bestimmte Frequenzen blockiert. Dies wird dem hierarchischen Aufbau von Spinnenseide zugeschrieben, das heißt den raffinierten Verflechtungen in ganz unterschiedlichen Größenordnungen. Die Wissenschaftler veröffentlichten ihre Forschungsergebnisse jetzt in dem renommierten Fachjournal "Nature Materials".

"Die Seide aus den Netzwerken von Spinnen zeichnet sich durch außerordentliche mechanische Eigenschaften aus. Sie hat die höchste Zähigkeit aller natürlichen und künstlichen Materialien, die es gibt. Sie ist damit schon lange im Zentrum weltweiter Forschungsaktivitäten", erklärt Prof. Dr. Friedrich Kremer vom Institut für Experimentelle Physik I der Universität Leipzig, der sich seit mehr als zehn Jahren mit diesem Thema beschäftigt.


Zart und zäh zugleich: Spinnenseide. Raffinierte Hierarchie und Ordnung auf verschiedensten Längenskalen

Foto: Markus Anton und Periklis Papadopoulos/Universität Leipzig und Max-Planck-Institut für Polymerforschung Mainz

Im konkreten Fall haben die Wissenschaftler die Spinnenseide durch starke Laserstrahlen in Schwingungen versetzt. Das Licht wurde reflektiert. "Daraus ist die Geschwindigkeit ablesbar, mit der sich der Schall in der Spinnenseide ausbreitet", sagt Kremer.

Die Anomalien, die dabei festgestellt wurden, wiesen sonst nur ganz speziell aufgebaute, künstliche hergestellte "Metamaterialien" auf. Erstmals ist es nun den Forschern in Zusammenarbeit mit Partnern aus Griechenland, den USA und Singapur gelungen, diese in einem natürlichen Material nachzuweisen.

Spinnenseide könnte künftig aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften in vielen Bereichen Anwendung finden. So könne sie bei schweren Verbrennungen als leichtes und dennoch stabiles Stützgewebe eingesetzt werden, das Wundflüssigkeit abfließen lässt.

Auch als Fäden bei Operationen sei das biologisch abbaubare Material denkbar. Ebenso könnten kugelsichere Westen mit der robusten Spinnenseide hergestellt werden und seien dann wesentlich leichter als die heutigen Modelle.

"Das ist ein riesiges Potenzial", betont Kremer. Je mehr über die Struktur und die Eigenschaften von Spinnenseide bekannt ist, desto schneller könnten diese Anwendungen in die Praxis umgesetzt werden.

Originaltitel der Veröffentlichung:
"Nonlinear control of high-frequency phonons in spider silk" DOI: 10.1038/nmat4697

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Friedrich Kremer
Institut für Experimentelle Physik I
Telefon: +49 341 97-32550
E-Mail: kremer@physik.uni-leipzig.de


Markus Anton
Institut für Experimentelle Physik I der Universität Leipzig
Telefon: +49 341 97-32553
E-Mail: anton@physik.uni-leipzig.de

Weitere Informationen:

http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat4697.html

Susann Huster | Universität Leipzig
Weitere Informationen:
http://www.uni-leipzig.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Nature-Publikation: Forscherinnen und Forscher der TU Dortmund weisen Ausbruch kosmischer Sternexplosion nach
22.11.2019 | Technische Universität Dortmund

nachricht Neue Methode zum Einsatz von Spinwellen in magnetischen Materialien
22.11.2019 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neuartiges Antibiotikum gegen Problemkeime in Sicht

Internationales Forscherteam mit Beteiligung der Universität Gießen entdeckt neuen Wirkstoff gegen gramnegative Bakterien – Darobactin attackiert die Erreger an einem bislang unbekannten Wirkort

Immer mehr bakterielle Erreger von Infektionskrankheiten entwickeln Resistenzen gegen die marktüblichen Antibiotika. Typische Krankenhauskeime wie Escherichia...

Im Focus: Machine learning microscope adapts lighting to improve diagnosis

Prototype microscope teaches itself the best illumination settings for diagnosing malaria

Engineers at Duke University have developed a microscope that adapts its lighting angles, colors and patterns while teaching itself the optimal...

Im Focus: Kleine Teilchen, große Wirkung: Wie Nanoteilchen aus Graphen die Auflösung von Mikroskopen verbessern

Konventionelle Lichtmikroskope können Strukturen nicht mehr abbilden, wenn diese einen Abstand haben, der kleiner als etwa die Lichtwellenlänge ist. Mit „Super-resolution Microscopy“, entwickelt seit den 80er Jahren, kann man diese Einschränkung jedoch umgehen, indem fluoreszierende Materialien eingesetzt werden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Polymerforschung haben nun entdeckt, dass aus Graphen bestehende Nano-Moleküle genutzt werden können, um diese Mikroskopie-Technik zu verbessern. Diese Nano-Moleküle bieten eine Reihe essentieller Vorteile gegenüber den bisher verwendeten Materialien, die die Mikroskopie-Technik noch vielfältiger einsetzbar machen.

Mikroskopie ist eine wichtige Untersuchungsmethode in der Physik, Biologie, Medizin und vielen anderen Wissenschaften. Sie hat jedoch einen Nachteil: Ihre...

Im Focus: Small particles, big effects: How graphene nanoparticles improve the resolution of microscopes

Conventional light microscopes cannot distinguish structures when they are separated by a distance smaller than, roughly, the wavelength of light. Superresolution microscopy, developed since the 1980s, lifts this limitation, using fluorescent moieties. Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research have now discovered that graphene nano-molecules can be used to improve this microscopy technique. These graphene nano-molecules offer a number of substantial advantages over the materials previously used, making superresolution microscopy even more versatile.

Microscopy is an important investigation method, in physics, biology, medicine, and many other sciences. However, it has one disadvantage: its resolution is...

Im Focus: Mit künstlicher Intelligenz zum besseren Holzprodukt

Der Empa-Wissenschaftler Mark Schubert und sein Team nutzen die vielfältigen Möglichkeiten des maschinellen Lernens für holztechnische Anwendungen. Zusammen mit Swiss Wood Solutions entwickelt Schubert eine digitale Holzauswahl- und Verarbeitungsstrategie unter Verwendung künstlicher Intelligenz.

Holz ist ein Naturprodukt und ein Leichtbauwerkstoff mit exzellenten physikalischen Eigenschaften und daher ein ausgezeichnetes Konstruktionsmaterial – etwa...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage 2020: „Mach es einfach!“

18.11.2019 | Veranstaltungen

Humanoide Roboter in Aktion erleben

18.11.2019 | Veranstaltungen

1. Internationale Konferenz zu Agrophotovoltaik im August 2020

15.11.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Magnesiummangel stoppt Wachstum von Krankheitserregern

22.11.2019 | Medizin Gesundheit

Entwicklungen in der Schifffahrt schneller und effizienter testen

22.11.2019 | Verkehr Logistik

Fehlende Zellprogrammierung führt zu Hodentumoren

22.11.2019 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics