Un articolo pubblicato su “Nature” ci spiega i segreti ingegneristici della tela del ragno.
I materiali naturali sono rinomati per i disegni squisiti che ottimizzano la funzione, come dimostrato dall’elasticità dei vasi sanguigni, dalla tenacità dell’osso e dalla protezione offerta dalla madreperla .
Particolarmente interessanti sono le sete di ragno, con studi che hanno esplorato proprietà che vanno dalla loro sequenza proteica alla geometria di uan ragnatela.
Questo materiale, altamente adattato per soddisfare le molte esigenze di un ragno, ha proprietà meccaniche superiori.
Nonostante le molte ricerche sul design molecolare alla base delle eccezionali prestazioni delle fibre della seta prodotta dai ragni e sulle caratteristiche meccaniche delle strutture a rete , non è noto come le caratteristiche meccaniche della seta del ragno contribuiscano all’integrità e alle prestazioni di una ragnatela.
Nell’articolo completo sono riportati esperimenti e simulazioni di deformazione della ragnatela che identificano la risposta non lineare dei fili di seta alle sollecitazioni – che coinvolgono l’ammorbidimento in un punto di snervamento e un sostanziale irrigidimento a grande deformazione fino alla rottura – come punto cruciale per localizzare la deformazione indotta dal carico e risultante in ragnatele meccanicamente robuste.
Le simulazioni di controllo hanno confermato che una risposta allo stress non lineare determina una resistenza superiore ai difetti strutturali rispetto al comportamento lineare del materiale elastico o elastico-plastico (ammorbidimento).
Viene mostrato anche che sotto carichi distribuiti, come quelli esercitati dal vento, il comportamento rigido della seta in piccole deformazioni, prima del punto di snervamento, è essenziale per mantenere l’integrità strutturale della ragnatela.
Le prestazioni superiori della seta non sono quindi dovute semplicemente alla sua eccezionale resistenza e tensione eccezionali, ma derivano dalla risposta non lineare dei fili di seta alla deformazione e alla loro disposizione geometrica in un nastro.
Una resistenza che le permette di resistere anche ad alcuni uragani.
Al prossimo articolo.
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