10 человеческих инноваций, вдохновленные пауками

Они жуткие. Они ползучие. Они буквально везде, куда бы мы ни пошли, независимо от того, замечаем мы их или нет. А еще они вдохновляют на инновации! Что?

Большинство из нас не хотят, чтобы пауки находились рядом с нами. Всегда тревожно, когда они подкрадываются к нам в душе, во время сна, попадая в невидимую паутину, внезапно перепрыгивая огромные расстояния или резко появляясь из щели. Их репутация даже наталкивает на мысли о том, чтобы сжечь наши дома, когда мы сталкиваемся с ними! Некоторые из них огромны, некоторые смертельно опасны, большинство безобидны, и они питаются многими вещами, которые могут причинить нам вред.

Но, оказывается, они могут внушать гораздо больше, чем страх или суперлюди, способные плести паутину и спасать тех, кто находится в опасности. Кто бы мог подумать, что эти пугающие, маленькие, восьминогие существа могут дать нам гораздо больше, чем мы могли себе представить. Вот 10 инноваций, за влияние на которые мы можем поблагодарить этих маленьких «ужастиков». Так что, возможно, они не так плохи, как нам хочется верить. Наши кошмары уступают место мечтам о светлом будущем.

10Лучше, чем пластыри: Хирургическая лента, которая прилипает к влажным поверхностям

Вероятно, в какой-то момент жизни вам обязательно понадобился пластырь, швы или марля и медицинская лента для поддержания чистоты заживающей раны — если только вы не живете в комнате с мягкой обивкой, где нет острых углов и ногтей (но это уже совсем другой список). Поэтому вы, вероятно, также знаете, как раздражает необходимость постоянно менять их, когда они намокают и начинают скользить, теряя свое первоначальное назначение. Так обидно… и дороговато со временем. А вот и пауки, которые спасут вас и вашу кожу.

Ученые из Массачусетского технологического института в настоящее время совершенствуют хирургическую ленту, которая может прилипать к ранам и заклеивать их за считанные секунды, используя воду так же, как паутина впитывает воду, в результате чего получается более липкий захват для насекомых. Это двусторонний клей с невероятно прочным соединением, который был успешно испытан на свиной коже и легких. Они использовали полиакриловую кислоту для поглощения воды и создания соединения, усиленного желатином, который безвредно распадается в организме по мере заживления раны. Нет необходимости записываться на повторный прием для снятия швов или зудящей сыпи от клейкой медицинской ленты. Звучит просто замечательно.

9Шаг назад, кевлар: Броня для тела из паучьего шелка

Кевлар может стать изобретением прошлого, несмотря на то, что он тоже был создан на основе паучьего шелка. Легкий, очень прочный полимер, используемый в различных вещах, от бронежилетов до парусов парусников, меркнет по сравнению с некоторыми из его новых ответвлений, также разработанных на основе той липкой резинки, в которую мы все неосознанно и несчастливо забредали в какой-то момент.

Чтобы остановить пулю 22-го калибра, требуется 33 слоя кевлара. Но новый материал, получивший название «Драконий шелк», изготовленный из шелка пауков Golden Orb Weaver, может остановить пулю того же калибра, имея всего 4 слоя. Вот это впечатляет! Он настолько перспективен, что армия США вложила средства в его производство и рассчитывает широко использовать его в будущем. Чтобы создать то, что они имеют на сегодняшний день, потребовались миллионы пауков. Спасибо вам за вашу службу, паутинные гении.

А еще есть искусственный шелк, полученный в результате работы, проводимой в Вашингтонском университете в Сент-Луисе, который называется «полимерное амилоидное» волокно. Это производное от паучьего шелка, созданное с помощью «сконструированной бактерии, которая произвела рекомбинантный шелк, по всем важным механическим свойствам не уступающий своим природным аналогам». Теперь цель — создать что-то еще более прочное, чем паучий шелк. Оказывается, умные человеческие мозги, бактерии и пауки — отличная команда.

8Паутина, используемая для микросъемки: Крошечные куполообразные линзы

Мир медицины действительно прививает любовь к невероятным способностям пауков. В университетах Тамканга и Янг-Минг на Тайване исследователи разрабатывают миниатюрные линзы, которые могут быть использованы для визуализации внутри человеческого тела. Эти линзы настолько малы, что по размеру почти сравнимы с красным кровяным тельцем. Таким образом, они смогут проникать в любое место в теле человека, где течет кровь… то есть везде. Это имеет чрезвычайно перспективные применения.

Для этого они использовали настоящий «драглинный шелк» папы Длинноногого, которым обрамляли свои паутины. Затем на шелковый каркас нанесли смолу и запекли в ультрафиолетовой печи. В результате линзы становятся биологически безопасными для организма и способны получать наноразмерные изображения. Это может стать поистине революционным для медицинских исследований и гораздо менее инвазивным, чем существующие технологии. Разве не было бы здорово, если бы в итоге у нас появились «паучьи чувства» в качестве побочного эффекта?

7«Наглые дьяволы!»: Паучий яд может быть лучше виагры

Мужчины, имевшие несчастье быть укушенными одним из самых ядовитых пауков в мире, бразильским бродячим пауком, получили еще один подробный побочный эффект, помимо боли и мучений… очень стойкую эрекцию. Теперь нет никаких рекомендаций, чтобы найти одного из этих вызывающих кошмар чудовищ и уговорить его укусить вас перед частной встречей! Но наука взяла у них пример и некоторые токсины, чтобы создать гель, который достигает того же результата.

Конечно, гель BZ371, вероятно, нуждается в более заманчивом названии для публики. Но, судя по всему, он отлично справляется со своей задачей в течение 20-30 минут после применения без какой-либо стимуляции, без побочных эффектов. И, как сообщается, его действие продолжается около 60 минут. Давайте поможем отделам маркетинга. Какие названия можно придумать для этого чудо-геля?

6Восемь веретенообразных конечностей: Вдохновение для более эффективных роботов

Даже если ползание пауков вызывает у вас мурашки по позвоночнику, вы должны признать, что оно единственное в своем роде и позволяет им делать некоторые очень удивительные вещи. Если бы мы все могли двигаться так же хорошо, как они, нас было бы просто не остановить. К сожалению, у нас всего лишь шесть ног и очень ограниченное направление и гибкость суставов. Даже занимаясь йогой по восемь часов в день, мы никогда не сможем приблизиться к движениям наших собратьев-арахнидов. Но эта способность не осталась незамеченной в мире робототехники.

Исследователи создали конечности и суставы, имитирующие ноги паука, которые обеспечивают большую функциональность и меньшее количество компонентов, необходимых для роботов, используемых самыми разными способами. В результате получились гораздо более легкие и компактные детали с превосходной подвижностью, которые могут быть использованы практически в любом роботе. Это было названо настоящим скачком вперед в области робототехники. Хай-восемь, Пауки! …но, пожалуйста, оттуда, оттуда.

5Мы все потенциально можем стать Человеком-пауком! Настоящие веб-стрелки

Кто не хотел уметь пускать паутину после просмотра или чтения книги «Человек-паук»? Это одна из тех вещей, которые вы притворяетесь, что можете делать, даже будучи взрослым, играя в одиночку, потому что это так круто (не лгите, вы можете признать это — это безопасное место!). Будьте уверены, кто-то работает над тем, чтобы воплотить это в жизнь. Возможно, это даже позволит нам перебираться со здания на здание по мере их совершенствования. Ну, может быть, тем, кто достаточно физически развит, чтобы выполнять трюки, похожие на гимнастические, или паркур. Пора начинать работать над укреплением верхней части тела и сердечника.

Инженер-механик и YouTuber из Южной Африки по имени Джей Ти создал несколько потрясающих веб-шутеров для дипломного проекта, который он представил на своем канале Built IRL. Этот проект вы сразу же начнете искать — потому что почему бы и нет? Он использует металлические цилиндры с длинным тросом, в который встроены металлические крючки, способные цепляться за металлические прутья. Они работают на сжатом пропане и «специально разработанном запальнике». Забавно видеть, как жизнь вдохновляется искусством, украденным у того, что, по правде говоря, пугает большинство из нас! Вперед, Спайди Джей Ти.

4Модная, функциональная одежда из паутины: Устойчивая мода, вдохновленная паутиной

Давайте просто признаем, что мир моды может зайти слишком далеко и выглядеть довольно нелепо в практической жизни. Конечно, это мнение человека, для которого мода — это удобные, простые кроссовки, чистая футболка и штаны для йоги или джинсы. Не совсем то, что нужно для подиума! Но изменение моды также может зарядить энергией и активизировать индустрию, которая стала экологически недружелюбной благодаря своей культуре выбрасывания, синтетическим волокнам и токсичным процессам. И здесь на помощь снова приходят пауки.

Компания Bolt Threads, первая в своем роде, провела биоинженерию дрожжей с геном белка паучьего шелка. В процессе брожения дрожжей образуется белок шелка, который затем очищается и прядется в текстиль под названием MicroSilk. Компания Adidas уже использовала гибрид этого материала для изготовления легкого теннисного платья. Другая компания, AMSilk, произвела аналогичный материал под названием BioSteel, который Adidas использовал в кроссовках. А теперь, похоже, и авиационная промышленность проявляет все больший интерес к этим материалам из синтетического шелка из-за снижения веса. Инновация, имитирующая природу, чтобы спасти природу. Великолепно.

3Яд может убить боль: яд тарантула может заменить опиоиды

В последнее время мы все осознали, насколько реальным, разрушительным и угрожающим стало широкое использование синтетических опиоидов. Побочные эффекты могут проявляться в разных формах: сыпь, запоры, тошнота, нарушение дыхания, даже зависимость и многое другое. Потребность в альтернативных методах лечения боли для людей, страдающих хронической и невропатической болью, реальна, и наука в этом деле на высоте.

В Университете Квинсленда исследователи обнаружили в яде тарантула китайского птичьего паука молекулы, которые могут быть превращены в мини-белки, прилипающие к клеткам болевых рецепторов. При использовании в нужном количестве они могут окружать клеточную мембрану вокруг болевых рецепторов, блокируя их работу. И до сих пор не было зарегистрировано никаких побочных эффектов.

Вот это настоящее облегчение. Все исследования пока проводились на мышах, но результаты очень оптимистичны для будущего уменьшения боли. Кто бы мог подумать, что то, что доставляет жестокую боль, можно использовать и для борьбы с ней? Надо любить или, по крайней мере, ценить науку.

2Молоко паучьего шелка: гены козы манипулируют для производства паучьего шелка

Отойди, доктор Франкенштейн! Наука биомимикрии развивается семимильными шагами. Мы наконец-то берем больше уроков у природы, вместо того чтобы пытаться доминировать над ней. Компания под названием Nexia генетически манипулировала яйцами коз с генами шелка Golden Orb Weaver, чтобы создать коз, которые вместе с молоком производят белки паучьего шелка. Это возможно, потому что железы коз, вырабатывающие молоко, и железы пауков, вырабатывающие шелк, очень похожи. Кроме того, козье молоко использовалось для производства других лекарств. Так что это был разумный скачок в научном сознании, несмотря на неизбежные споры.

Но почему? Всем известно, что паучий шелк по прочности не уступает или превосходит сталь. Эта прочность, наряду с гибкостью и долговечностью, может найти огромное количество применений в нашей повседневной жизни, от строительства зданий и дорог в сейсмоопасных районах до хирургической трансплантации. Поэтому массовое производство шелка — привлекательная идея. Это все еще не дотягивает до того, что могут делать пауки… пока. Но они будут продолжать ткать, пока не достигнут этого.

1Отражающие паутины могут спасти птиц: Отражающее ультрафиолет стекло

Птицы обладают уникальным свойством зрения: они могут видеть ультрафиолетовый свет. Сколько птиц сталкивалось со стеклом в окнах вашего дома? Этот громкий, звонкий стук обычно поражает и иногда повреждает стекло. Некоторые птицы просто оглушаются на некоторое время, а некоторые погибают. Оказывается, паутина отражает ультрафиолетовый свет, который видят наши пернатые друзья. Вот почему им не приходится постоянно перестраивать эти изящные смертельные ловушки для насекомых, когда все птицы живут в одном пространстве. Вместо этого наши пернатые друзья могут видеть их и избегать, что экономит время и работу паука, а птица получает липкий, нежелательный беспорядок. Это на самом деле очень здорово!

Это открытие вдохновило немецкую стекольную компанию Glaswerke Arnold на разработку стекла Orinlux Bird Protection Glass. Здания, в которых используется это стекло с УФ-отражающими нитями, по сообщениям, на 75-90% меньше подвергаются ударам птиц. На наш взгляд, окна выглядят как обычные прозрачные стеклопакеты, а «невидимые», хаотичные ультрафиолетовые узоры предупреждают птиц о том, что здесь нет открытого воздуха, в котором можно парить. Эта технология была разработана в 2006 году и, наконец, получила распространение во многих новых зданиях, а в ближайшем будущем прогнозируется ее широкое использование. Ура безопасности птиц и вдохновению пауков!

+Паучья музыка!

Если вы еще не слышали, то теперь люди используют конструкцию паутины для создания музыки с помощью 3-D видео, и это настолько жутко, насколько вы можете себе представить! Послушайте. Spider Canvas — это совместный проект преподавателей CAST Массачусетского технологического института, аспиранта кафедры гражданского и экологического строительства, руководителя той же кафедры, преподавателя музыки и театрального искусства, композитора и видеохудожника.

Эта удивительная паутина работ поистине прекрасна и призрачна. У Хэллоуина только что появилась новая тематическая песня.