A spider web that promises to transform the materials of the future/Una telaraña que promete transformar los materiales del futuro
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Biomimicry (also called biomimetics or biomimetics) is the science and discipline that studies nature as a source of inspiration for solving human problems by imitating its models, systems, and processes. Biomimicry not only seeks to copy aesthetics (biomorphism) but also to understand and adapt the functional principles that have evolved over millions of years to create more efficient and sustainable solutions. A well-known example of this discipline is Velcro, inspired by the hooks on burdock seeds.
La biomimética (también llamada biomímesis o biomimetismo) es la ciencia y disciplina que estudia la naturaleza como fuente de inspiración para resolver problemas humanos mediante la imitación de sus modelos, sistemas y procesos. La biomimética no solo busca copiar la estética (biomorfismo), sino entender y adaptar los principios funcionales que han evolucionado durante millones de años para crear soluciones más eficientes y sostenibles. Un ejemplo muy conocido de esta disciplina es el Velcro, inspirado en los ganchos de las semillas de la planta de bardana.
Along these lines, a group of researchers from CONICET (Argentina's National Scientific and Technical Research Council), together with colleagues from Germany and Australia, made a truly fascinating discovery about a spiderweb with unique mechanical properties. It is the web of the Australian web-shooter spider (Asianopis subrufa), a nocturnal species that inhabits Australia and New Zealand. The study revealed that this spider produces threads with a combination of properties that defy conventional material logic.
En esta línea un grupo de Investigadores del CONICET (Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de Argentina)) junto con colegas de Alemania y Australia realizaron un hallazgo realmente fascinante sobre una telaraña con propiedades mecánicas únicas. Se trata de la telaraña de la araña lanzadora de telas australiana (Asianopis subrufa), una especie nocturna que habita en Australia y Nueva Zelanda. El estudio reveló que esta araña produce hilos con una combinación de propiedades que desafían la lógica convencional de los materiales.
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The key lies in the structure of the spiderweb's spokes (the threads that support the sticky part). These have a double-layered architecture with an inner core made of two thick, viscoelastic (soft and elastic) fibers and an outer sheath made of thinner, stiffer fibers that fold into loops. This design allows the threads to be initially very elastic and stretch enormously without breaking. As they are stretched, the stiffer fibers of the sheath align and reinforce the material, allowing it to return to its original shape when the tension is released.
La clave está en la estructura de los radios de la telaraña (los hilos que sostienen la parte pegajosa). Estos tienen una arquitectura de doble capa con un núcleo interno formado por dos fibras gruesas y viscoelásticas (blandas y elásticas) y una funda externa formada por fibras más delgadas y rígidas que se pliegan formando bucles. Este diseño permite que los hilos sean inicialmente muy elásticos y pueden estirarse enormemente sin romperse. Progresivamente a medida que se estiran, las fibras rígidas de la funda se alinean y refuerzan el material, recuperando su forma original cuando cesa la tensión.
What's most surprising is that the spider actively controls these properties while producing the silk. Through repeated stretching and relaxing movements with its hind legs, it regulates how elastic each thread will be: more stretching cycles mean more loops in the sheath and greater final elasticity. This finding is crucial because in engineering, you typically have to choose between something very elastic or very strong. Rarely do both coexist. Asianopis subrufa demonstrates that it's possible to have the best of both worlds.
Lo más sorprendente es que la araña controla activamente estas propiedades mientras produce el hilo. Mediante movimientos repetidos de estiramiento y relajación con sus patas traseras, regula cuán elástico será cada hilo: más ciclos de estiramiento implican más bucles en la funda y una mayor elasticidad final. Este hallazgo es crucial porque normalmente en ingeniería debes elegir entre algo muy elástico o muy resistente. Rara vez ambas cosas coexisten. La Asianopis subrufa demuestra que se puede tener lo mejor de ambos mundos.
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The proposal is to replicate this effect in synthetic materials by attaching rigid micro- or nanofibers to stretched elastomers, creating loops similar to those of a spider. The potential applications of this discovery are varied: in medicine, it could be used for advanced surgical sutures, artificial ligaments and tendons; in industry, to manufacture next-generation parachutes, high-performance technical textiles, earthquake-resistant materials for construction, or implants that combine flexibility and durability.
La propuesta es replicar este efecto en materiales sintéticos fijando micro o nanofibras rígidas a elastómeros estirados, creando bucles similares a los de la araña. Las posibles aplicaciones de este descubrimiento son muy variadas, en medicina podría utilizarse para suturas quirúrgicas avanzadas, ligamentos y tendones artificiales, en la industria para fabricar paracaídas de nueva generación, textiles técnicos de alta performance. Materiales sismorresistentes para la construcción o implantes que combinen flexibilidad y durabilidad.
As is often the case, this discovery is still in the pure scientific research phase; that is, it's a biophysical finding that proposes a model to emulate, but it's not yet commercially available. We'll probably have to wait 5 to 10 years to see commercial applications specifically based on this discovery, provided they secure funding for materials engineering. Even so, it must be acknowledged as a "treasure of biological design" that industry still needs to learn how to replicate, while simpler synthetic spider silk is already on the market, albeit in small volumes and at high prices.
Como suele pasar, este descubrimiento todavía está en fase de investigación científica pura es decir, es un hallazgo biofísico que propone un modelo a imitar, pero aún no está disponible comercialmente. Probablemente habrá que esperar de 5 a 10 años para ver aplicaciones comerciales basadas específicamente en este descubrimiento, siempre que consigan financiamiento para la ingeniería de materiales. Aún así hay que reconocer que es un "tesoro de diseño biológico" que la industria aún debe aprender a replicar, mientras que la seda de araña sintética más simple ya está en el mercado, aunque en volúmenes pequeños y precios elevados.
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https://noticiasambientales.com/animals/surprising-discovery-secrets-of-a-hyper-elastic-spider-web-revealed-promising-to-revolutionize-material-design/