O'rgimchak to'ri: Versiyalar orasidagi farq

Ishorat qoʻshish
Vikipediya, ochiq ensiklopediya
Keyingi tahrir →
Kontent oʻchirildi Kontent qoʻshildi
VizualVikimatn
Optima D (munozara | hissa)
4 659 edits
„Spider silk“ sahifasi tarjima qilib yaratildi
(Farq yoʻq)

17-Oktyabr 2022, 18:26 dagi koʻrinishi

Bog‘dagi o‘rgimchak to‘rini aylantirmoqda
Argiope bruennichining urg'ochi turi o'z o'ljasini ipak to'ri bilan o'rab oladi.
O'rgimchak pillasi

O'rgimchak to'ri - o'rgimchaklar tomonidan yigirilgan oqsil tolasi. O'rgimchaklar o'z ipaklaridan to'r sifatida foydalanadilar. To'rlar boshqa hasharotlarni tutish, o'z avlodlarini himoya qilish, hamda o'ljani o'rash uchun uya yoki pilla vazifasini bajaradi. Shuningdek, ular ipaklarini osib qo'yish, havoda suzish yoki yirtqichlardan uzoqlashish uchun ishlatishlari mumkin.

Ba'zi hollarda o'rgimchaklar hatto ipakdan oziq-ovqat manbayi sifatida foydalanishlari mumkin[1].

Biologik xilma-xillik

Barcha o'rgimchaklar ipak ishlab chiqaradi va bitta o'rgimchak turli maqsadlarda yettitagacha turli xil ipak ishlab chiqarishi mumkin[2]. Bu hasharotlar ipaklaridan farqli o'laroq, bittasi odatda faqat bitta ipakni ishlab chiqaradi[3]. O'rgimchak ipaklari turli xil ekologik usullarda ishlatilishi mumkin, ularning har biri ipakning funktsiyasiga mos keladigan xususiyatlarga ega. O'rgimchaklarning rivojlanishi bilan ularning ipaklari murakkabligi va turli xil qo'llanilishi mumkin, masalan, 300–400 million yil oldingi ibtidoiy naycha to'rlaridan, tortib 110 million yil oldingi murakkab shar to'rlarigacha[4].

Turlari

Argiope picta urgʻochi oʻljani keyinroq isteʼmol qilish uchun hasharot atrofiga ajinsimon ipak parda bilan oʻrab, oʻljani harakatsizlantiradi.
Bez Ipakdan foydalanish
Ampulatsiya (katta) Dragline ipak – to'rning tashqi cheti va shpallari uchun, shuningdek, qutqaruv chizig'i va havo sharlari uchun ishlatiladi.
Ampulatsiya (kichik) Uyaning qurilish vaqtida vaqtinchalik iskala uchun ishlatiladi.
Flagelliform To;rning chiziqlarini qurish uchun ishlatiladi.
Tubuliform Tuxumli pilla ipak – himoya tuxum qoplari uchun ishlatiladi.
Aciniform Yangi qo'lga olingan o'ljani o'rash va mustahkamlash uchun ishlatiladi.
Agregat Yopishqoq globullardan iborat ipak yelim.
Piriform Ulanish nuqtalari uchun alohida iplar orasidagi bog'lanishlarni shakllantirish uchun ishlatiladi.

Xususiyatlari

Mexanik xususiyatlar

Har bir o'rgimchak va har bir ipak turi biologik funktsiyalari uchun optimallashtirilgan mexanik xususiyatlar to'plamiga ega.

Ko'pgina ipaklar, xususan, dragline ipaklari ajoyib mexanik xususiyatlarga ega. Ular yuqori kuchlanish va cho'zilishning o'ziga xos kombinatsiyasini namoyish etadilar ( süneklik ). Bu ipak tolasini parchalanishdan oldin katta miqdordagi energiyani o'zlashtirishga imkon beradi ( qattiqlik, kuchlanish-deformatsiya egri chizig'i ostidagi maydon ).

Qattiqlik, qattiqlik va kuch o'rtasidagi farqlarning tasviri


O'rgimchak ipak tolalarining mexanik xususiyatlarining o'zgaruvchanligi muhim bo'lib, bu ularning molekulyar moslashuv darajasi bilan bog'liq[5]. Mexanik xususiyatlar atrof-muhit sharoitlariga, ya'ni namlik va haroratga kuchli bog'liq[6].

Kuch

Dragline ipakning valentlik kuchi yuqori sifatli qotishma po'lat (450−2000 MPa) bilan solishtirish mumkin[7][8].

Zichlik

Asosan oqsildan iborat bo'lgan ipak po'lat zichligining oltidan bir qismini tashkil qiladi (1,3 g/sm 3 ). Natijada, Yer atrofida aylana oladigan uzunlikdagi ipning og'irligi taxminan 2 kg ga teng.

Energiya zichligi

Dragline o'rgimchak ipakning energiya zichligi taxminan 1.2×108 J/m3 ni tashkil qiladi[9].

Kengaytirish qobiliyati

Ipaklar ham juda egiluvchan bo'lib, ba'zilari bo'shashgan uzunligidan besh baravargacha cho'zila oladi.

Qattiqlik

Kuchlilik va egiluvchanlikning kombinatsiyasi dragline ipaklariga juda yuqori qattiqlik (yoki sinish uchun ish) beradi, bu "zamonaviy polimer tolasi texnologiyasining mezonlari bo'lgan tijorat poliaramid ( aromatik neylon ) filamentlarga teng"[10][11].

Harorat

Tabiatda ahamiyatli bo'lmasa-da, dragline ipaklari o'z kuchini -40 °C dan 220°C darajada ushlab turishi mumkin[12]. Ko'pgina materiallarda bo'lgani kabi, o'rgimchak ipak tolalari shishadan o'tadi. Shishaga o'tish harorati namlikka bog'liq, chunki suv ipak uchun plastifikator hisoblanadi[6].

Superkontraktatsiya

Suv ta'sirida dragline ipaklari o'ta qisqarishga uchraydi, uzunligi 50% gacha qisqaradi va kuchlanish ostida o'zini zaif kauchuk kabi tutadi[6].

Eng yuqori samaradorlik

Ma'lum bo'lgan eng qattiq o'rgimchak ipak Darvin po'stlog'i o'rgimchak ( Caerostris darwini ) tomonidan ishlab chiqariladi: "Majburiy ipaklangan tolalarning pishiqligi o'rtacha 350 MJ/m 3 ni tashkil qiladi, ba'zi namunalar esa 520 MJ/m 3 ga yetadi. Shunday qilib, C. darvini ipaklari ilgari tavsiflangan har qanday ipakdan ikki baravar va Kevlardan 10 baravar qattiqroqdir”.

Ipak turlari

O'rgimchaklarning ko'p turlari turli maqsadlarda turli xil xususiyatlarga ega bo'lgan ipak ishlab chiqarish uchun turli bezlarga ega bo'lib, ular uy-joy qurish, to'r qurish, himoya qilish, o'ljani tutish va ushlab turish, tuxumni himoya qilish ishlatishadi. Masalan, Argiope argentata ipakning besh xil turiga ega bo‘lib, ularning har biri turli maqsadlarda ishlatiladi[13][14].

Ipak Foydalanish
katta-ampullatli (dragline) ipak To'rning tashqi halqasi va shpallari uchun, shuningdek, hayot chizig'i uchun ishlatiladi. Birlik og'irligi po'lat kabi kuchli bo'lishi mumkin, lekin ancha qattiqroq.
ushlash-spiral (flagelliform) ipak Uyaning chiziqlarini tortib olish uchun ishlatiladi.
tubiliform (aka silindrsimon) ipak Himoya tuxum qoplari uchun ishlatiladi. Eng qattiq ipak.
asiniform ipak Yangi qo'lga olingan o'ljani o'rash va himoya qilish uchun ishlatiladi. Boshqa ipaklarga qaraganda ikki-uch barobar qattiqroq, shu jumladan dragline.
kichik ampulali ipak Uya qurilish vaqtida vaqtinchalik iskala uchun ishlatiladi.

Strukturaviy tuzilishi

O'rgimchak ipakning tuzilishi. Oddiy tolalar ichida amorf bog'lanishlar bilan ajratilgan kristalli hududlar mavjud

Ipaklar, boshqa ko'plab biomateriallar kabi, ierarxik tuzilishga ega. Birlamchi struktura oqsillarining ( spidroin ) aminokislotalar ketma-ketligi bo'lib, asosan juda ko'p takrorlanadigan glitsin va alanin bloklaridan iborat[15][16], shuning uchun ipak ko'pincha blokli kopolimer deb ataladi. Ikkilamchi tuzilish darajasida, qisqa yonma-yon zanjirli alanin asosan nanofibrilning kristalli domenlarida ( beta varaqlarida ), glisin asosan spiral va beta burilish tuzilmalaridan tashkil topgan amorf matritsada ishlatiladi[16][17].

Ipakning birinchi juda asosiy modeli 1994-yilda Termonia tomonidan taqdim etilgan[18]. U vodorod aloqalari bilan o'zaro bog'langan amorf matritsaga o'rnatilgan kristallitlarni taklif qilgan. Ushbu model yillar davomida takomillashtirildi.

  • O'rgimchak to'ri sxemasi, strukturaviy modullar va o'rgimchak ipak tuzilishi. Chapda shar to'rining sxematik chizmasi ko'rsatilgan. Qizil chiziqlar dragline, radial chiziq va ramka chiziqlarini ifodalaydi, ko'k chiziqlar spiral chiziqni ifodalaydi va shar to'rining o'rtasi "uya" deb ataladi. Ko'k rangda chizilgan yopishqoq sharlar agregat bezdan ajratilgan yopishqoq material bilan spiral chiziqda teng oraliqda amalga oshiriladi. Piriform bezdan ajratilgan biriktiruvchi tsement turli chiziqlarni ulash va tuzatish uchun ishlatiladi. Mikroskopik jihatdan o'rgimchak ipakining ikkilamchi tuzilishi spidroindan hosil bo'ladi va o'ng tomonda ko'rsatilgan tuzilishga ega deb aytiladi. Dragline va radial chiziqda kristall b-varaq va amorf spiral struktura bir-biriga bog'langan. Ko'p miqdordagi b-spiral tuzilma shar to'rining tutilish qismiga elastik xususiyatlarni beradi. Strukturaviy modullar diagrammasida yuqori markaziy qismda ko'rsatilganidek, asosan MaSp1 va MaSp2 ning ikkita oqsilidan tashkil topgan dragline va radial chiziqlarning mikroskopik tuzilishi ko'rsatilgan. Spiral chiziqda kristalli b-varaq mintaqasi yo'q.
    O'rgimchak to'ri sxemasi, strukturaviy modullar va o'rgimchak ipak tuzilishi. Chapda shar to'rining sxematik chizmasi ko'rsatilgan. Qizil chiziqlar dragline, radial chiziq va ramka chiziqlarini ifodalaydi, ko'k chiziqlar spiral chiziqni ifodalaydi va shar to'rining o'rtasi "uya" deb ataladi. Ko'k rangda chizilgan yopishqoq sharlar agregat bezdan ajratilgan yopishqoq material bilan spiral chiziqda teng oraliqda amalga oshiriladi. Piriform bezdan ajratilgan biriktiruvchi tsement turli chiziqlarni ulash va tuzatish uchun ishlatiladi. Mikroskopik jihatdan o'rgimchak ipakining ikkilamchi tuzilishi spidroindan hosil bo'ladi va o'ng tomonda ko'rsatilgan tuzilishga ega deb aytiladi. Dragline va radial chiziqda kristall b-varaq va amorf spiral struktura bir-biriga bog'langan. Ko'p miqdordagi b-spiral tuzilma shar to'rining tutilish qismiga elastik xususiyatlarni beradi. Strukturaviy modullar diagrammasida yuqori markaziy qismda ko'rsatilganidek, asosan MaSp1 va MaSp2 ning ikkita oqsilidan tashkil topgan dragline va radial chiziqlarning mikroskopik tuzilishi ko'rsatilgan. Spiral chiziqda kristalli b-varaq mintaqasi yo'q.


Ipak bezi

O'rgimchaklarning yigiruv apparati sxemasi va

Bezning ko'rinadigan yoki tashqi qismi spinneret deb ataladi. Turlarning murakkabligiga qarab, o'rgimchaklar odatda juft bo'lib, ikki dan sakkiztagacha spinnerga ega bo'ladi. Turli o'rgimchaklarda juda xilma-xil maxsus bezlar mavjud bo'lib, ular oddiygina bir uchida teshigi bo'lgan qopchadan tortib, oltin ipak to'quvchining murakkab, ko'p bo'limli asosiy ampulata bezlarigacha[19].

O'rgimchak yuzasida ko'rinadigan har bir spinneret orqasida bez yotadi, uning umumiy shakli o'ngdagi rasmda ko'rsatilgan "Umumiy bezning sxemasi".

Oltin ipak to'quvchisining umumiy bezining sxemasi. Har xil rangdagi bo'lim bezning alohida qismini ta'kidlaydi[20] [21]
Kuyish bilan og'rigan bemorlarga yordam berish uchun o'rgimchak ipakdan sun'iy teri ishlab chiqarish taklifi berilgan.

Manbalar

  1. ↑ Miyashita, Tadashi; Maezono, Yasunori; Shimazaki, Aya (2004). "Silk feeding as an alternative foraging tactic in a kleptoparasitic spider under seasonally changing environments". Journal of Zoology 262 (3): 225–29. doi:10.1017/S0952836903004540. http://frank.itlab.us/photo_essays/papers/Argyrodes_kleptoparasite_spider.pdf. 
  2. ↑ Foelix, R. F.. Biology of Spiders. Oxford; New York: Oxford University Press, 1996 — 330 bet. ISBN 978-0-19-509594-4. 
  3. ↑ Sutherland, TD; Young, JH; Weisman, S; Hayashi, CY; Merritt, DJ (2010). "Insect silk: One name, many materials". Annual Review of Entomology 55: 171–88. doi:10.1146/annurev-ento-112408-085401. PMID 19728833. 
  4. ↑ Hillyard, P.. The Private Life of Spiders. London: New Holland, 2007 — 160 bet. ISBN 978-1-84537-690-1. 
  5. ↑ Guinea, G.V.; Elices, M.; Pérez-Rigueiro, J.; Plaza, G.R. (2005). "Stretching of supercontracted fibers: a link between spinning and the variability of spider silk". Journal of Experimental Biology 208 (1): 25–30. doi:10.1242/jeb.01344. PMID 15601874. 
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 Plaza, Gustavo R.; Guinea, Gustavo V.; Pérez-Rigueiro, José; Elices, Manuel (2006). "Thermo-hygro-mechanical behavior of spider dragline silk: Glassy and rubbery states". Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics 44 (6): 994–99. doi:10.1002/polb.20751.  Manba xatosi: Invalid <ref> tag; name "plaza 06" defined multiple times with different content
  7. ↑ Griffiths, J. R.; Salanitri, V. R. (1980). "The strength of spider silk". Journal of Materials Science 15 (2): 491–96. doi:10.1007/BF00551703. 
  8. ↑ „Overview of materials for AISI 4000 Series Steel“. matweb.com. Qaraldi: 2010-yil 18-avgust.
  9. ↑ Porter, D.; Vollrath, F.; Shao, Z. (2005). "Predicting the mechanical properties of spider silk as a model nanostructured polymer". European Physical Journal E 16 (2): 199–206. doi:10.1140/epje/e2005-00021-2. PMID 15729511. https://www.semanticscholar.org/paper/49fd7722a1414bf28e7668d3f587642c91e0d8bc. 
  10. ↑ Vollrath, F.; Knight, D. P. (2001). "Liquid crystalline spinning of spider silk". Nature 410 (6828): 541–48. doi:10.1038/35069000. PMID 11279484. https://www.semanticscholar.org/paper/5d39dc2eea27abe74b5afab82ae11c6b3160b873. 
  11. ↑ „Spider Silk“. chm.bris.ac.uk. Qaraldi: 2010-yil 18-avgust.
  12. ↑ Yang, Y.; Chen, X.; Shao, Z.; Zhou, P.; Porter, D.; Knight, D. P.; Vollrath, F. (2005). "Toughness of Spider Silk at High and Low Temperatures". Advanced Materials 17: 84–88. doi:10.1002/adma.200400344. 
  13. ↑ Cunningham, Aimee (2009). "Taken for a spin: Scientists look to spiders for the goods on silk". Science News 171 (15): 231–34. doi:10.1002/scin.2007.5591711509. 
  14. ↑ Blackledge, TA; Hayashi, CY (2006). "Silken toolkits: Biomechanics of silk fibers spun by the orb web spider Argiope argentata (Fabricius 1775)". The Journal of Experimental Biology 209 (Pt 13): 2452–61. doi:10.1242/jeb.02275. PMID 16788028. 
  15. ↑ Hinman, M. B.; Lewis, R. V. (1992). "Isolation of a clone encoding a second dragline silk fibroin. Nephila clavipes dragline silk is a two-protein fiber". J. Biol. Chem. 267 (27): 19320–24. doi:10.1016/S0021-9258(18)41777-2. PMID 1527052. 
  16. ↑ 16,0 16,1 Simmons, A. H.; Michal, C. A.; Jelinski, L. W. (1996). "Molecular orientation and two-component nature of the crystalline fraction of spider dragline silk". Science 271 (5245): 84–87. doi:10.1126/science.271.5245.84. PMID 8539605. 
  17. ↑ van Beek, J. D.; Hess, S.; Vollrath, F.; Meier, B. H. (2002). "The molecular structure of spider dragline silk: Folding and orientation of the protein backbone". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99 (16): 10266–71. doi:10.1073/pnas.152162299. PMID 12149440. PMC 124902. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=124902. 
  18. ↑ Termonia, Y. (1994). "Molecular Modeling of Spider Silk Elasticity". Macromolecules 27 (25): 7378–81. doi:10.1021/ma00103a018. 
  19. ↑ Dicko, C.; Porter, D.; Bond, J.; Kenney, J. M.; Vollratht, F. (2008). "Structural disorder in silk proteins reveals the emergence of elastomericity". Biomacromolecules 9 (1): 216–21. doi:10.1021/bm701069y. PMID 18078324. 
  20. ↑ Lefèvre, T.; Boudreault, S.; Cloutier, C.; Pézolet, M. (2008). "Conformational and orientational transformation of silk proteins in the major ampullate gland of Nephila clavipes spiders". Biomacromolecules 9 (9): 2399–407. doi:10.1021/bm800390j. PMID 18702545. 
  21. ↑ Heim, M.; Keerl, D.; Scheibel, T. (2009). "Spider Silk: From Soluble Protein to Extraordinary Fiber". Angewandte Chemie International Edition 48 (20): 3584–96. doi:10.1002/anie.200803341. PMID 19212993.  
"https://uz.wikipedia.org/w/index.php?title=O%27rgimchak_to%27ri&oldid=3099859" dan olindi