Исследователи из Университета Уильяма Райса в Хьюстоне предложили использовать мертвых пауков в качестве деталей роботизированных устройств. В реализованной ими модели пауки служат захватами для размыкания контактов на макетной плате электронного устройства. Новое направление в инженерии, связанное с применением биологических материалов, исследователи предложили назвать «некробиотикой».
Авторы полагают, что этот метод может быть использован для создания биоразлагаемых захватов для очень маленьких объектов. «Мы понимаем, что многих людей отталкивает вид паука, но с инженерной точки зрения механизм движения паука очень интересен», — сказала Фэй Яп, инженер-механик из Университета Райса и ведущий автор статьи.
В 2019 году ученые нашли в своей лаборатории мертвого паука, который лежал с поджатыми ногами. Задаваясь вопросом, почему пауки всегда умирают с ногами в таком положении, Яп и ее коллеги выяснили, что у пауков есть гидравлическая система, которая управляет их конечностями. «У пауков нет антагонистических пар мышц, таких как бицепсы и трицепсы у людей, — объясняет Фэй Яп. — У них есть только мышцы-сгибатели, которые позволяют их ногам сгибаться внутрь, а разгибаются конечности за счет гидравлического давления. Когда пауки умирают, они теряют способность активно управлять этой гидравлической системой. Вот почему их ноги скручиваются. Тогда мы подумали: "О, это очень интересно". Мы хотели найти способ использовать этот механизм».
Чтобы создать свой захват, исследователи воткнули иглу во внутренние клапаны в гидравлической камере паука, создали уплотнение с помощью суперклея и прикрепили к другому концу шприц. Вдувая небольшое количество воздуха через шприц, ученые могли сгибать и разгибать ноги мертвого паука. Мертвые пауки могли набрать более 130 % собственного веса и выдержать 1000 циклов сгибания-разгибания. Без какого-либо внешнего покрытия тела пауки оставались функциональными только в течение двух дней, потому что обезвоживание делало их суставы ломкими. Исследователи экспериментировали с покрытием из пчелиного воска и обнаружили, что оно может замедлить процесс обезвоживания.
Ученые считают, что механизмы с мертвыми пауками найдут применение не только в микроэлектронике. «Поскольку некроботический захват обладает способностями к управляемости и маскировке, мы предполагаем, что сможем использовать его в полевых научных исследованиях, — говорит Фэй Яп. — Например, для отлова и сбора мелких насекомых и других живых особей, не повреждая их». Будущие исследования могут включать в себя изучение различных защитных покрытий, эксперименты с движением каждой ноги по отдельности и изучение разных видов, таких как более мелкие пауки и скорпионы.
Исследование опубликовано в журнале Advanced Science.
