Le ragnatele di Spider-Man sono piuttosto impressionanti, in grado di sostenere il peso di Spidey mentre oscilla per New York, intrappolando i supercriminali e persino sospendendo le auto sopra le strade della città. Di cosa sono fatti? E come sono fatti?
Le ragnatele sono notoriamente forti, con la seta di ragno segnalata come a resistenza alla trazione fino a 1,75 gigapascal (GPa), o poco più di 178 chilogrammi per millimetro quadrato in sezione trasversale (per evitare che i lettori statunitensi lo cerchino, 178 chilogrammi equivalgono a 392,4 libbre). La resistenza alla trazione è la quantità di forza che un materiale può sopportare quando viene tirato prima che si rompa.
I nanotubi di carbonio sono ancora più forti, con gli scienziati che riferiscono che possono maneggiare 63 GPa o più. (Sebbene secondo il 1986 Manuale Ufficiale dell'Universo Marvel , Le ragnatele di Spidey sono fatte di un materiale simile al nylon che può supportare solo un misero 54 chilogrammi per millimetro quadrato, o 0,5 GPa.)
Ma la forza di un materiale specifico da sola può spiegare le proprietà della ragnatela di Spidey?
Il materiale reale che costituisce il web sarebbe probabilmente solo una parte dell'equazione, dice Suveen Mathaudhu , un program manager nella divisione di scienza dei materiali dell'Ufficio di ricerca dell'esercito degli Stati Uniti, professore aggiunto di scienza dei materiali presso la NC State e appassionato di fumetti. Anche la struttura del web su una varietà di scale di lunghezza sarebbe enormemente importante.
Perché Rhett Allain , presso Wired.com Fisica dei punti blog, ha già fatto un ottimo lavoro nel parlarne la fisica della ragnatela del webslinger , volevamo parlare dell'importanza di come è strutturato il web.
Capitan America nella guerra infinita
Mathaudhu osserva che Markus Buehler , un professore del MIT che ha svolto ricerche sulla seta di ragno, segnalato nel 2011 che l'allineamento unico e il confinamento delle fibrille su scala nanometrica nella seta di ragno spiegano la forza, la tenacità e l'estensibilità paradossali che vediamo in quello che altrimenti sarebbe un materiale debole.
Pensa ai cavi del ponte o alle corde da arrampicata, dice Mathaudhu. Non sono solo un fascio di fibre parallele; sono un insieme di fibre disposte gerarchicamente che sono interconnesse in un modo in cui l'attrito e il legame tra le fibre migliorano le loro prestazioni.
Quindi, la struttura del web è chiaramente importante. Ma di cosa è fatto realmente il web?
Nel suo post, Allain ipotizza che il web possa essere fatto di nanotubi di carbonio. Se è così, potremmo vedere qualcosa di Spidey prima piuttosto che dopo.
Horatio Espinosa , professore alla Northwestern University, ha studiato come how raggruppare e collegare gerarchicamente i singoli nanotubi di carbonio con irradiazione ad alta energia in modo da migliorare la forza, la rigidità e la tenacità generali dei nanotubi, afferma Mathaudhu. (E se un ragno radioattivo potesse trasformare un ragazzo normale in Spider-Man, forse può fare qualcosa di altrettanto spettacolare per i nanotubi di carbonio?)
kate beaton mantello e pugnale
In breve, i fumetti (e i film) possono essere goduti al meglio sospendendo la nostra incredulità. Ma vale anche la pena celebrare il fatto che possano anche ispirarci a porre domande su ciò che è possibile. In questo caso, ci ricorda che la forma influisce sulla funzione – e che i ricercatori stanno lavorando a progetti che potrebbero stupire (anche se non creano le ragnatele di Spider-Man).
Questo articolo è apparso originariamente su NC State University's L'astratto sotto il nome Cosa rende la ragnatela di Spider-Man così forte? e viene ripubblicato con il permesso .
- Perché lo scudo di Capitan America è fondamentalmente un supercondensatore con stelle?
- Ecco come appare la scienza allo stato NC: Ann Ross
- Ecco come appare la scienza allo stato della Carolina del Nord: Doreen McVeigh
Stai seguendo The Mary Sue su? Twitter , Facebook , Tumblr , Pinterest , & Google + ?
