ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΙΝΕΣ ΜΕΤΑΞΙ ΙΣΤΟΙ ΑΡΑΧΝΩΝ



Σχετικά έγγραφα
ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΒΙΟΥΛΙΚΩΝ ΕΤΥ- 391

ΚΕΡΑΤΙΝΕΣ (ΕΝΔΙΑΜΕΣΑ ΙΝΙΔΙΑ) - ΜΑΛΛΙΩΝ, ΝΥΧΙΩΝ, ΟΠΛΩΝ (ΘΗΛΑΣΤΙΚΑ)

ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΤΟΥ ΣΥΝΔΕΤΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ

ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΒΙΟΥΛΙΚΩΝ ΕΤΥ- 391

ΣΥΝΘΕΤΑ ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ (BIOMINERALS, BIOLOGICAL CERAMICS) -NACRE (μαργαρο, σεντεφι) -ΦΕΡΡΙΤΙΝΗ ΚΑΙ ΜΑΓΝΗΤΟΣΩΜΑΤΑ

ΙΝΕΣ ΜΕ ΔΙΑΒΑΘΜΙΣΗ ΕΛΑΣΤΟΜΕΡΕΙΑΣ (ELASTOMERIC GRADIENTS) KAI ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΣΥΓΚΟΛΛΗΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ (BIOLOGICAL ADHESIVES) ΙΝΕΣ ΜΥΔΙΩΝ

Εργαστήριο Συνθέτων Υλικών

ΓΩΝΙΕΣ φ, ψ ΚΑΙ ΕΠΙΤΡΕΠΤΕΣ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ ΤΗΣ ΠΟΛΥΠΕΠΤΙΔΙΚΗΣ ΑΛΥΣΙΔΑΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΚΤΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ. Περιληπτική θεωρητική εισαγωγή

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υλικών Θερμικές Ιδιότητες Callister Κεφάλαιο 20, Ashby Κεφάλαιο 12

ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΔΡΑΣΗ ΠΡΩΤΕΙΝΩΝ

ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΕΘΝΟΓΡΑΦΙΚΩΝ ΚΑΙ ΛΑΟΓΡΑΦΙΚΩΝ ΣΥΛΛΟΓΩΝ

ΑΝΤΟΧΗ ΥΛΙΚΩΝ Πείραμα Εφελκυσμού. ΕργαστηριακήΆσκηση2 η

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Tμήμα Α1 Επιβλέπων καθηγητής: Σ. Μαρράς

«ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΟΜΗ ΞΥΛΟΥ» ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΞΥΛΟΥ. Δρ. Γεώργιος Μαντάνης Εργαστήριο Τεχνολογίας Ξύλου Τμήμα Σχεδιασμού & Τεχνολογίας Ξύλου & Επίπλου

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ

Διεπιφανειακοί Δεσμοί

ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΞΥΛΟΥ "ΔΟΜΗ ΞΥΛΟΥ"

ΕΠΙΛΟΓΗ ΥΛΙΚΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ. Οικογενειακά δένδρα: οργάνωση υλικών και διεργασιών

4η εργασία Ημερομηνία αποστολής: 1 Απριλίου 2007 (Τα θέματα κάθε άσκησης θεωρούνται ισοδύναμα)

ΤΟ ΜΕΤΑΞΙ ΙΑΘΕΜΑΤΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΤΟΥ ΜΕΤΑΞΙΟΥ- Ι ΑΚΤΙΚΗ ΠΡΟΤΑΣΗ ΤΩΝ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ

1 η ΑΣΚΗΣΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΚΦΩΝΗΣΗ

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

Bmax. Αν c η ταχύτητα του φωτός στο κενό - αέρα, το ηλεκτρικό πεδίο του ίδιου ηλεκτρομαγνητικού κύματος περιγράφεται από τη σχέση

Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής. Φυσική του Σκελετού

ΔΟΜΗ ΞΥΛΟΥ ΔΟΜΗ ΞΥΛΟΥ 8. ΥΠΟΔΟΜΗ ΤΟΥ ΞΥΛΟΥ. Δομή Ξύλου - Θεωρία. Στέργιος Αδαμόπουλος

γραπτή εξέταση στη ΦΥΣΙΚΗ B κατεύθυνσης

Ασκήσεις υναµικής 4 η ενότητα: Συστήµατα σωµατιδίων

Αρχιτεκτονική της τρισδιάστατης δομής πρωτεϊνών

δακτυλίου ανοίγματος 1.8 mm και διαμέτρου 254 mm. Ποιος είναι ο ρυθμός διατμητικής παραμόρφωσης στα τοιχώματα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 2 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

πρωτεΐνες πολυμερείς ουσίες δομούν λειτουργούν λευκώματα 1.Απλές πρωτεΐνες 2.Σύνθετες πρωτεΐνες πρωτεΐδια μη πρωτεϊνικό μεταλλοπρωτεΐνες

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2015 Α ΦΑΣΗ

Χημικές αντιδράσεις καταλυμένες από στερεούς καταλύτες

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ - ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 21 / 09 /2014

ΕΠΙΛΟΓΗ ΥΛΙΚΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ. Πλαστικότητα, Διαρροή, Ολκιμότητα

Διαλέξεις Χημείας Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο Κλινικής Χημείας Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Ιωαννίνων

Α. Η επιτάχυνση ενός σωματιδίου ως συνάρτηση της θέσης x δίνεται από τη σχέση ax ( ) = bx, όπου b σταθερά ( b= 1 s ). Αν η ταχύτητα στη θέση x

αποτελούν το 96% κ.β Ποικιλία λειτουργιών

Nanocellulose / Νανοκυτταρίνη

ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 180min ΤΜΗΜΑ:. ONOMA/ΕΠΩΝΥΜΟ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: ΘΕΜΑ 1 ο ΘΕΜΑ 2 ο ΘΕΜΑ 3 ο ΘΕΜΑ 4 ο ΣΥΝΟΛΟ ΜΟΝΑΔΕΣ

Ανακτήθηκε από την ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΚΛΙΜΑΚΑ

Υπολογισµοί του Χρόνου Ξήρανσης

Διαγώνισμα Φυσικής Κατεύθυνσης Γ Λυκείου

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 12 ΙΟΥΝΙΟΥ 2019 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΔΕΚΑ (10)

1. Η απομάκρυνση σώματος που πραγματοποιεί οριζόντια απλή αρμονική ταλάντωση δίδεται από την σχέση x = 0,2 ημ π t, (SI).

dq dt μεταβολή θερμοκρασίας C = C m ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ J mole Θερμικές ιδιότητες Θερμοχωρητικότητα

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗΝ ΚΥΚΛΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ ΚΑΙ ΤΗΝ ΟΡΜΗ 30/11/2014

Μηχανικό Στερεό. Μια εργασία για την Επανάληψη

4/11/2017. Δρ. Σωτήρης Δέμης. Σημειώσεις Εργαστηριακής Άσκησης Διάτμηση Κοχλία. Βασική αρχή εργαστηριακής άσκησης

Τεχνικός Κατάλογος σωλήνων ΡΕ ύδρευσης

Physics by Chris Simopoulos

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΥΜΑΤΙΚΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ

Απομόνωση Καζεΐνης ΆΣΚΗΣΗ 6 Η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΧΗΜΕΙΑΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ

ΑΡΧΗ 1ης ΣΕΛΙΔΑΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΤΑΞΗ : Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ : ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 2019 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ : 8

ΕΥΤΕΡΑ 28 ΙΟΥΝΙΟΥ 1999 ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ 2019 ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Για τις ερωτήσεις Α1 έως Α3 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΗ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΘΕΩΡΙΑ ο ΜΑΘΗΜΑ

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 14 MAΪΟΥ 2011 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2016

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝ. ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΑΤΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ 1 ο.

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΥΜΑΤΙΚΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Απλή Αρµονική Ταλάντωση - Κρούσεις

Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΠΑΧΟΥΣ ΚΑΙ ΑΤΕΛΕΙΩΝ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΜΕ ΥΠΕΡΗΧΟΥΣ

ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΚΑΘΟΛΙΚΗΣ ΛΕΜΕΣΟΥ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ: ΓΡΑΠΤΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ-ΙΟΥΝΙΟΥ 2017

Ανακτήθηκε από την ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΚΛΙΜΑΚΑ

δ. διπλάσιος του αριθµού των νετρονίων του πυρήνα του ατόµου.

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

Εξετάσεις Φυσικής για τα τμήματα Βιοτεχνολ. / Ε.Τ.Δ.Α Ιούνιος 2014 (α) Ονοματεπώνυμο...Τμήμα...Α.Μ...

3. Σε στάσιμο κύμα δύο σημεία του ελαστικού μέσου βρίσκονται μεταξύ δύο διαδοχικών δεσμών. Τότε τα σημεία αυτά έχουν

περιφέρειας των δίσκων, Μονάδες 6 Δ2) το μέτρο της γωνιακής ταχύτητας του δίσκου (1), Μονάδες 5

Α1. Πράσινο και κίτρινο φως προσπίπτουν ταυτόχρονα και µε την ίδια γωνία πρόσπτωσης σε γυάλινο πρίσµα. Ποιά από τις ακόλουθες προτάσεις είναι σωστή:

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Εφαρμόζουμε την αρχή διατήρησης της ορμής (θετική φορά προς τα δεξιά) :

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 8 η : Υγρά, Στερεά & Αλλαγή Φάσεων. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής.

ΦΥΣ. 131 ΕΡΓΑΣΙΑ # 7

2 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ (ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1) ΘΕΜΑΤΑ

ΥΛΙΚΑ ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ

minimath.eu Φυσική A ΛΥΚΕΙΟΥ Περικλής Πέρρος 1/1/2014

Βιοϋλικά. Ενότητα 5: Πρωτεΐνες, Κύτταρα, Ιστοί Αλληλεπίδραση με Βιοϋλικά. Ελευθέριος Αμανατίδης Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

Μονάδες Το γραμμικό φάσμα του ατόμου του υδρογόνου ερμηνεύεται με

ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 2008 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ. Φατούρος Ιωάννης Αναπληρωτής Καθηγητής

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ

4/26/2016. Δρ. Σωτήρης Δέμης. Σημειώσεις Εργαστηριακής Άσκησης Διάτμηση Κοχλία. Βασική αρχή εργαστηριακής άσκησης

Θέμα Α (Μονάδες 25) α. με πλάτος Α και περίοδο Τ 2. β. με πλάτος Α 2

ΘΕΜΑ 1 ο. 1.2 Όξινο είναι το υδατικό διάλυμα του α. ΝaCl. β. ΝΗ 4 Cl. γ. CH 3 COONa. δ. KOH. Μονάδες 5 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΤΑΞΗ ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 7 ΣΕΛΙ ΕΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ 2013

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2018 Β ΦΑΣΗ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ 2015 ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΒΟΛΗ

τα βιβλία των επιτυχιών

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. υ = υ = ω Α. 1 max 1

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ Α5) α) Σωστό β) Σωστό γ) Λάθος δ) Λάθος ε) Σωστό.

Εργαστήριο Τεχνολογίας Υλικών

ΟΕΦΕ 2009 Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΣΙΚΗ

ΕΙΔΗ ΚΥΜΑΤΩΝ εγκάρσια διαμήκη

Transcript:

ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΙΝΕΣ ΜΕΤΑΞΙ ΙΣΤΟΙ ΑΡΑΧΝΩΝ

Βιοσυνθεση του μεταξιου (πρωτεινη) -δυο κυριες πρωτεινες > φιβροινη+σερισινη Κατά την διαρκεια του περασματος από τον αδενα του μεταξοσκωληκα, οι πολυπεπτιδικες αλυσιδες περνουν από αμορφη δομη σε δομη β-πτυχωτων φυλλων (με συγχρονη αποβολη νερου και προσθηκη ιοντων ασβεστιου) «τηγμα» «στερεο» Κατευθυνση της ινας

Χημικη συσταση και δομη μεταξιου (μεταξοσκωληκας, Bombyx mori ) φιβροινη: -τρια κυρια αμινοξεα -γλυκινη (44.5 %) -αλανινη (29.3 %) -σερινη (12.1%) Το υπόλοιπο, άλλα αμινοξέα Επαναλαμβανομενες Αλληλουχιες GAGAGS (repeats, blocks) Δομη β-πτυχωτων φυλλων

Δομη του μεταξιου: Βητα πτυχωτα φυλλα ή επιφάνειες (sheets) Οι πτυχώσεις ή κλώνοι (strands) είναι παράλληλες στον άξονα της ίνας Κατευθυνση της ινας

Δομη του μεταξιου

Δομη του μεταξιου

Δομη του μεταξιου

Δομη του μεταξιου Κύρια χαρακτηριστικά: -Βητα πτυχωτα φυλλα ή επιφάνειες (sheets) -Οι πτυχώσεις ή κλώνοι (strands) είναι παράλληλες στον άξονα της ίνας -το πακετάρισμα των πτυχωτών φύλλων γίνεται ως εξής: τα αμινοξέα γλυκίνης προς την μία μεριά -τα αμινοξέα αλανίνης και σερίνης προς την άλλη μεριά -άρα, η απόσταση μεταξύ διαδοχικών βήτα πτυχωτών φύλλων είναι εναλλακτικά 3,5 και 5, 7 Å

Μηχανικά αποτελέσματα της μοριακής δομής του μεταξιού: -πολύ ισχυρές ίνες (μεγάλο μέτρο ελαστικότητας), γιατί η αντοχή στίς τάσεις οφείλεται στους ομοιοπολικούς δεσμούς κατά τη κατεύθυνση των βήτα πτυχώσεων/κλώνων -μικρή εκτατικότητα, γιατί η διαμόρφωση των βήτα πτυχώσεων είναι ήδη εκτεταμένη

Μηχανικές ιδιότητες μεταξιου Υλικο Μέτρο ελαστικότητας (GPa) Μεταξι 7 Μαλλι 0.5 Συνθετικο καουτσουκ 0.001 Ναυλον 5 Kevlar 130 Ατσάλι υψηλής αντοχής 200

Μηχανικές ιδιότητες μεταξιου Υλικο αντοχή, σ max (GPa) μεταξι 0.6 Μαλλι 0.2 Συνθετικο καουτσουκ 0.05 Ναυλον 0.95 Kevlar 3.6 Ατσάλι υψηλής αντοχής 1.5

Μηχανικές ιδιότητες μεταξιου Υλικο εκτατικότητα, ε max Μεταξι 0.18 Μαλλι 0.5 Συνθετικο καουτσουκ 8.5 Ναυλον 0.18 Kevlar 0.013 Ατσάλι υψηλής αντοχής 0.008

Μηχανικές ιδιότητες μεταξιου Υλικο ανθεκτικότητα (MJ/m 3 ) Μεταξι 70 Μαλλι 60 Συνθετικο καουτσουκ 100 Ναυλον 80 Kevlar 50 Ατσάλι υψηλής αντοχής 6

Συνθετικες ινες (Νylon) (Wallace Carothers, DuPont)

Συνθετικες ινες (Νylon) (Wallace Carothers, DuPont)

Συνθετικες ινες (Kevlar) poly(p-phenylene terepthalamide) (Stephanie Kwolek, DuPont) Ηισχυροτερησυνθετικη ινα Πλεονεκτηματα > εξαιρετικη αντοχη και απορροφηση κρουσεων, ανθεκτικο στην καυση, μικρη πυκνοτητα (1.45) Μειονεκτηματα > παραγωγη από ατμιζον θειικο οξυ, πολύ υψηλο κοστος

Ιστοί αραχνών (πρωτεϊνη) Ιδιότητες: 5 φορές πιο ισχυρή από μια ίνα ατσαλιού της ίδιας διαμέτρου Μπορεί να επιμηκυνθεί κατά πέντε φορές χωρίς να σπάσει Ανθεκτικό ακόμα και στους -40 C

DuPont Magazine, 1996

XAPAΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ - Διαδικασιες κατασκευης φιλικες προς το περιβαλλον - Ιεραρχημενη αρχιτεκτονικη δομων - Αυτο- οργανωση (self-assembly) - Οργανωση ανοργανων φασεων (κρυσταλλοι) από τις οργανικες (πρωτεινες)

self-assembly Χρησιμοποίηση της ιδέας του lego

«top-down» vs «bottom-up» [Ehud Gazit, 2007]

Μια μεγάλη πρόκληση: πως μπορούμε να παράγουμε τέτοιου είδους βιουλικά σε μεγάλες ποσότητες? Ύφασμα διαστάσεων 3,5 x 1,5 μέτρων, American Museum of Natural History, New York City, 2009 Simon Peers & Nicholas Goldey

Ύφασμα διαστάσεων 3,5 x 1,5 μέτρων, φτιαγμένο από ιστούς αραχνών American Museum of Natural History, New York City Για την κατασκευή του: -70 εργάτες μάζευαν επί 4 χρόνια αράχνες από τηλεφωνικούς στύλους στην Μαδαγασκάρη -12 επιπλέον εργάτες απασχολήθηκαν για να συλλέξουν περίπου 25 μέτρα νήμα από κάθε αράχνη

Αρχιτεκτονική των ιστών των αραχνών

Κατασκευή των ιστών των αραχνών

Κατασκευή των ιστών των αραχνών

Κατασκευή των ιστών των αραχνών

Κατασκευή των ιστών των αραχνών

Κατασκευή των ιστών των αραχνών

Κατασκευή των ιστών των αραχνών

Βιοσυνθεση των ιστων των αραχνων

Βιοσυνθεση των ιστων των αραχνων Scale bar = 50 microns

Είδη ιστών!!!

Διαδικασία ινοποίησης (spinning) Ανάλογη με αυτήν του μεταξοσκώληκα

Συγκριση ιδιοτητων των διαφορων ειδων των ιστών

Συγκριση ιδιοτητων των διαφορων ειδων των ιστών Dragline and web frame: ιστός πλαισίου και ίνα αναρρίχησης από την οποία κρέμεται η αράχνη (με κόκκινο χρώμα στην προηγούμενη διαφάνεια) Viscid, or flagelliform: ιστόςσχεδιασμένοςγια την παγίδευση των εντόμων (με μπλέ χρώμα στην προηγούμενη διαφάνεια)

Dragline and web frame: ιστός πλαισίου και ίνα αναρρίχησης από την οποία κρέμεται η αράχνη Το βάρος της αράχνης εξασκεί φορτίο στην ίνα (load, l) το οποίο προκαλεί μετατόπιση της ίνας κατά γωνία θ. Η δύναμη πού εξασκείται κατά την κατεύθυνση της ίνας (Fsilk) δίνεται από την σχέση: Fsilk = load / 2sinθ (sinθ = load / Fsilk) Για ίνες με μικρή εκτατικότητα, η γωνια θ είναι μικρή, αρα η Fsilk είναι μεγάλη συγκριτικά με το φορτίο. Εχει υπολογιστεί ότι το εξασκούμενο φορτίο μπορεί να μεγιστοποιηθεί για μια ίνα με εκτατικότητα = 0.42 (εκτατικότητα ΜΑsilk = 0,27, εκτατικότητα Kevlar = 0.027)

Συνεπώς: απαιτούμενες μηχανικές ιδιότητες ίνας πλαισίου και αναρρίχησης: Ίνα ισχυρή, αλλά ταυτόχρονα και εκτατή

Ίνες παγίδευσης εντόμων: σχεδιασμένες για να απορροφούν την κινητική ενέργεια του εντόμου που προσπίπτει: άραπρέπειναείναιελαστικές, αλλά ταυτόχρονα να χάνουν ενέργεια κατά τη επαναφορά, για να μην δρούν σαν καταπέλτης (μεγάλη υστέρηση) Ek (κινητική ενέργεια)=0.5mv 2

Συγκριση ιδιοτητων των δύο ειδών των ιστών

Μηχανικές ιδιότητες ιστων αραχνων Υλικο Μέτρο ελαστικότητας (GPa) Ελαστίνη 0.0011 Ρεζιλίνη 0.002 Κολλαγόνο 1.2 Ινα μυδιών (περιφερειακή) 0.87 Ινα μυδιών (γειτονική) 0.016 Ιστός αράχνης (dragline) 10 Ιστός αράχνης (viscid) 0.003 Kevlar 130 Ατσάλι υψηλής αντοχής 200

Μηχανικές ιδιότητες ιστων αραχνων Υλικο αντοχή, σ max (GPa) Ελαστίνη 0.002 Ρεζιλίνη 0.004 Κολλαγόνο 0.12 Ινα μυδιών (περιφερειακή) 0.075 Ινα μυδιών (γειτονική) 0.035 Ιστός αράχνης (dragline) 1.1 Ιστός αράχνης (viscid) 0.5 Kevlar 3.6 Ατσάλι υψηλής αντοχής 1.5

Μηχανικές ιδιότητες ιστων αραχνων Υλικο εκτατικότητα, ε max Ελαστίνη 1.5 Ρεζιλίνη 1.9 Κολλαγόνο 0.13 Ινα μυδιών (περιφερειακή) 1.09 Ινα μυδιών (γειτονική) 2 Ιστός αράχνης (dragline) 0.3 Ιστός αράχνης (viscid) 2.7 Kevlar 0.027 Ατσάλι υψηλής αντοχής 0.008

Μηχανικές ιδιότητες ιστων αραχνων Υλικο ανθεκτικότητα (MJ/m 3 ) Ελαστίνη 1.6 Ρεζιλίνη 4 Κολλαγόνο 6 Ινα μυδιών (περιφερειακή) 45 Ινα μυδιών (γειτονική) 35 Ιστός αράχνης (dragline) 160 Ιστός αράχνης (viscid) 150 Kevlar 50 Ατσάλι υψηλής αντοχής 6

Μηχανικές ιδιότητες ιστων αραχνων Υλικο resilience (%) Ελαστίνη 90 Ρεζιλίνη 92 Κολλαγόνο 90 Ινα μυδιών (περιφερειακή) 28 Ινα μυδιών (γειτονική) 53 Ιστός αράχνης (dragline) 35 Ιστός αράχνης (viscid) 35 Kevlar Ατσάλι υψηλής αντοχής

Iστοι των αραχνων - Χημικη συσταση και δομη 1) major ampullate (ΜΑ), or dragline silk (ιστός πλαισίου και ίνα αναρρίχησης) -πρωτεινη -Δυο κυρια αμινοξεα -γλυκινη -αλανινη -εναλλασομενες αλληλουχιες από poly-ala + poly-gly Προτεινομενο μοντελο δομης -poly-ala περιοχες >κρυσταλλικη Οργανωση σε β-πτυχωτα φυλλα (ανθεκτικοτητα) -poly-gly περιοχες>αμορφες (ελαστικοτητα)

Iστοι των αραχνων - Χημικη συσταση και δομη 2) flaggeliform, or viscid, silk (ιστός παγίδευσης εντόμων) -πρωτεϊνη -επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες GPGGX -δομή ανάλογη με της ελαστίνης (beta-spiral)?

Οι μηχανικές ιδιότητες των ιστών των αραχνών είναι φυσικό επακόλουθο της μοριακής δομής τους: Ο συνδυασμός ισχυρότητας (μεγάλου μέτρου ελαστικότητας) και εκτατικότητας των ινών αναρρίχησης και πλαισίου Προκύπτει από τον συνδυασμό: 1) Καλα διευθετημένων κρυσταλλικών βήτα πτυχωτών περιοχών που προσδίδουν ισχυρότητα/ ανθεκτικότητα 2) Αμόρφων / λιγώτερο καλά διευθετημένων περιοχών που προσδίδουν ελαστικότητα/ εκτατικότητα

Οι μηχανικές ιδιότητες των ιστών των αραχνών είναι φυσικό επακόλουθο της μοριακής δομής τους: Η ελαστικότητα του ιστού παγιδευσης εντόμων οφείλεται σε δομή πιθανώς ανάλογη με αυτήν της ελαστίνης, αλλά με μεγάλη υστέρηση

Iστοι των αραχνων μειονεκτηματα: συρρίκνωση στο νερό (supercontraction)

Οι ιστοι των αραχνων αποτελούν αντικείμενο εντατικής έρευνας με σκοπό την τεχνητή παραγωγή τους και την χρησιμοποίησή τους σε εφαρμογές

Άσκηση 1: Υπολογίστε την υστέρηση και την resilience για το υλικό της εικόνας

Άσκηση 2 (a): Μιαμύγαμεμάζα30 mg προσπίπτει σε έναν ιστό αράχνης με ταχύτητα 0.8 m/s και φρενάρεται από δυο ίνες παγίδευσης με διάμετρο 0,7 μικρόμετρα και μήκος 5 εκατοστά. Υπολογίστε την μέγιστη εκτατικότητα (ε max) κάνοντας την εξής παραδοχή: ότι η καμπύλη τάσης-παραμόρφωσης είναι γραμμική με μέτρο ελαστικότητας 0,1 GPa.

Άσκηση 2 (b): Δεδομένου ότι η resilience των ινών είναι 35%, υπολογίστε το ποσό της ενέργειας που ελευθερώθηκε υπό μορφή θερμότητας.

Άσκηση 2 (c): Δεδομένου ότι οι ίνες είναι πολύ λεπτές, είναι εύκολο να διαχυθεί αυτή η θερμότητα στο περιβάλλον. Υποθέστε σε περίπτωση που δεν υπάρχει δυνατότητα διάχυσης στο περιβάλλον, κατά πόσους βαθμούς θα ανέβαινε η θερμοκρασία των ινών εάν: - η ειδική θερμοχωρητικοτητα των ινών είναι 1400 J/ K.Kg - η πυκνότητα των ινών είναι 1500 Kg/ m 3

Άσκηση 2 (d): Με βάση τα προηγούμενα συμπεράσματα, σχολιάστε εάν θα ήταν δυνατή η χρησιμοποίηση παχεων νημάτων φτιαγμένων από ίνες παγίδευσης για εφαρμογές, πχ. φρενάρισμα αεροσκαφών σε διαδρόμους αεροπλανοφόρων.

Συγκριση βιολογικών υλικων και των Δομικων τους μοτίβων Μεταξι, ελαστινη, κερατίνη κολλαγονο Κατεύθυνση της ίνας