يعتبر الحرير من أقوى الألياف الطبيعية ، حيث أن خيط الحرير أقوى من شعيرة من الفولاذ لها نفس القطر ، والحرير ذو مرونة عالية عند شده ، ويستعيد أبعاده الأصلية عند إزالة قوة الشد المؤثرة .
ولكن الملمس الناعم والمرفه للخيوط الحريرة قد يحتوي في ثناياه الموت المؤكد وهذا ما يحصل مع الخيوط القاتلة التي ينسجها العنكبوت لاقتناص فرائسه. عندما تصطدم الحشرات الطائرة بشبكة الحرير العنكبوتية تكون الخيوط مرنة مرونة كافية لامتصاص الطاقة عندما تقوم الحشرات الطائرة بضرب الموقع وتكون تلك الخيوط قوية بما فيه الكفاية مما لا يجعلها تنكسر تحت هذا التأثير . وتكون قوة تلك الخيوط أقوى من الفولاذ وأقوى أيضا من الألياف التى يصنعها الإنسان . الحرير هو في محل احترام من قبل مهندسي النسيج لمرونته وقيمته إذا ما قورن بالألياف الصناعية والتي ينتج عنها وميض غريب ، ولقوامه البارد ولقدرته على امتصاص الأصباغ اللامعة .
فالعنكبوت يصنع الحرير الذى يستخدم في عدة استخدامات ويعطيه نكهة مختلفة في كل حالة . تصنع المواقع الإلكترونية من حرائر dragline silk ، كما تستخدم الحرائر الأخرى في تصنيع الألياف المساعدة وتربط الخيوط الويب بالفرع أو بالعارضة الخشبية ، الخيوط العنكبوتية تحاصر الفريسة كما تحاصر اليرقات النامية . كل هذه الحرائر تتكون من سلاسل بروتينية يسود فيها ويسيطر عليها الأحماض الأمينية التالية : الجليسين ، الألنين ، السيرين glycine , alanine and serine dominate . ولكن المزيج من هذه المكونات يخاط أو يترتب عليه استعمال الحرير .
إن الخصائص التى يمتلكها الحرير هى انتظام تتابع خيوطه في محتواها من السلاسل البروتينية المنتظمة . بينما فى الكولاجين والكيراتين فإن هذه السلاسل يتم التفافها لتأخذ الشكل اللولبي ، بينما في الحرير فإن العنصر الهيكلي الأساسي لا يحدث له التفاف أو حلزنة ولكنه يأخذ شكل الرقائق وتتجاور السلاسل جنبا إلى جنب في رتب مصطفة وكل سلسلة ترتبط بالأخرى على الجانب الأخر بواسطة روابط هيدروجينية ضعيفة نسبيا والتي تربط السلاسل معا بعضها البعض.
الانتظام الصارم في شراشف أو أنسجة الحرير يرجع نسبيا إلى تكدس إحدى الخيوط على قمة الأخرى لتخليق خيوط دقيقة ذات ثلاثة أبعاد من البروتين الكريستالي . في الألياف الحريرية فإن الكريستال البروتينى يكون ميكروسكوبي أى دقيق جدا وربما يمتد عشرون مليون من الملليميتر في أى إتجاه . ما بعد مناطق الكريستال تستمر سلاسل البروتين إلى مناطق بنظام أقل ، بينما تكون متشابكة سويا . لذا فإن الحرير حقا هو نوع مركب من البلورات الكريستالية الدقيقة جدا تصطف في البروتين السائل الأكثر مرونة – بما يشبه العظم إلى حد ما ، فيما عدا تلك البلورات الكريستالية التى ليست هى معادن الآن ولكنها البروتين نفسه .
مناطق الكريستال البلوري في بروتين خيوط الحرير عبارة عن سلسلة منتظمة من تتابعات متكررة من الأحماض الأمينية . ففي ألياف شرنقة دودة القز Bombyx mori ، على سبيل المثال فإن التتابع التالي من الأحماض الأمينية يتكرر على طول السلسلة وهو : جليسين – ألانين – جليسين – ألانين – جليسين – ألانين . وفي المناطق الغير مرتبة فإن هذا التتابع يكون غير منتظم .
الألياف الحريرية لا تذوب في الماء ولذلك سيكون استعمالها طفيف إذا تم إذابتها في ندى الصباح . ورغم ذلك فإن العنكبوت يسرع من نسج الخيوط من محلول جزيئات البروتين فى الماء ، وبذلك ينجز الأعجوبة المتمثلة في تحويل جزيئات قابلة للذوبان فى الماء إلى جزيئات غير قابلة للذوبان في الماء ، إن التغير في خاصية الذوبان في الماء ينتج عن التغير في طريقة إنتظام السلاسل البروتينية . يصنع العنكبوت البروتين الحريري في غدته الحريرية وعند هذه النقطة يكون الحرير مازال قابلا للذوبان . ويمر محلول الحرير من الغدة نحو مخرج في الجسم يسمي spinneret . كما تكون هذه الرحلة فإن محلول الحرير يفقد المياه ويصبح أكثر تركيزا ، وحينئذ تبدأ السلاسل البروتينية ترتبط مع بعضها على شكل نابض بواسطة الروابط الهيدروجينية ، وعند هذا الوقت فإن الحرير يترك مخرج الجسم المسمي spinneret ويفقد معظم الماء وتبدأ السلاسل في تكوين الرقائق . ومن لحظة ارتباط الجزيئات مع بعضها البعض في مناطق الكريستالين البلوري يصعب على جزيئات المياه أن تخترقها وتتخلل بينها ، ولذا فإن الألياف الحريرية تكون صلبة وعديمة الذوبان جوهريا فى المياه .
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق