Bạn nghĩ sao về tơ nhện? Rất nhẹ? Co giãn? Hay rất dính? Vậy bạn có bao giờ tự hỏi tại sao nhện lại có tơ? Tơ nhện từ đâu mà ra? Spidroin là một loại protein chính có trong tơ nhện, là một phần của một nhóm lớn các protein được gọi là protein dạng sợi (collagen cũng thuộc nhóm protein này). Theo các nghiên cứu trước đây, Spidroin được tạo ra bằng phương thức rất phức tạp, dạng ban đầu từ thể lỏng sang thể sợi rắn với sự tham gia của dung môi, nhiệt độ môi trường bao quanh và trong tình huống tốc độ cao. Vậy làm sao loài động vật nhỏ bé nhưng không đáng yêu này có thể dễ dàng nhả ra sợi tơ mỏng manh có độ bền và tính đàn hồi cực cao, hơn nữa còn có thể nhả ra trong suốt cuộc đời? Phần bụng của nhện được coi là "nhà máy dệt sợi" tự nhiên. Tuyến tơ xuất phát từ một khe hẹp đến một cái túi, rồi tiếp tục đi qua một ống dẫn nhỏ và ra ngoài qua bộ phận sau cùng của vùng bụng. Các nhà nghiên cứu cho rằng tơ nhện hình thành tại một vị trí ở bên trong ống dẫn và những thông tin cụ thể hơn về quá trình này vẫn còn nằm trong phần cần phải nghiên cứu sâu hơn nữa. Các Spidron vốn dĩ có cấu trúc xoắn và không có trật tự nhưng khi hình thành tơ lại có cấu hình cơ học có độ ổn định cao. Sự thay đổi này liên quan đến sự chênh lệch độ pH, xảy ra giữa một đầu của tuyến tơ nhện với đầu một tuyến tơ khác. Độ giảm pH có thể được hình thành bởi sự tham gia của một loại enzyme mang tên carbonic anhydrase, với khả năng chuyển hóa CO2 và nước thành bicacbonat và các ion hydro (từ đó tạo ra môi trường có tính axit). Enzyme này xuất hiện ở phần hẹp hơn của tuyến tơ. Nhưng mới gần đây người ta phát hiện enzyme này có thể xuất hiện ở đầu tuyến tơ. Như vậy sự hình thành tơ nhện từ tuyến cơ có liên quan đến độ chênh lệch pH với sự tham gia của enzym Cacbonic anhydrase trong tuyến tơ. Thêm nữa các amino acid có trong thớ sợi kết hợp với tinh thể làm nên độ cứng và khỏe của tơ. Cấu trúc protein cuộn tròn khiến sợi tơ vô cùng đàn hồi và co dãn. Tại sao nhện lại nhả tơ? Việc nhả tơ đối với loài nhện giống như một bản năng. Tơ nhện tuy mỏng nhưng co giãn và có độ dính rất cao. Chức năng đơn giản của nó là để làm tổ và bắt mồi. Độ dính của tơ nhện cao, những con vật nhỏ như ruồi, bươm bướm.. có thể bị mắc vào tơ nhện và càng giãy dụa thì tơ lại càng dính chặt, lúc ấy nhện chỉ cần đến và xử lý bữa tiệc tươi ngon này. Tơ nhện được dùng làm bẫy, phục kích và gói chặt con mồi. Và tuy rằng tơ nhện có độ dính cao nhưng nhện không bị dính bởi chính tơ của chúng vì chân nhện có rất nhiều lông, phần lông này sẽ làm giảm bề mặt tiếp xúc với tơ nhện, bề ngoài của lớp lông này cũng được bao phủ lớp hoa chất giúp lớp dính trên lưới tơ ít dính. Thêm nữa nhện có cách di chuyển rất thông minh, di chuyển bằng đầu ngón chân, chính điều này giúp chúng không bị mắc vào tấm lưới của chính mình. Ngoài ra tơ nhện còn có chức năng di chuyển, chúng nhẹ nhưng rất co giãn, gió thổi cũng không bị đứt. Một số loài nhện có kích thước nhỏ sử dụng sợi tơ phình to để bay lên như diều, di chuyển giữa các địa hình. Tơ nhện còn để gói trứng và gói tinh trùng. Có thể bạn chưa biết? Ngày nay với nhiều bước tiến trong khoa học, việc nghiên cứu trình tự protein spidroin đang được ứng dụng rộng rãi để chế tạo các thiết bị phục vụ lĩnh vực y sinh và các lĩnh vực khác. Trong lĩnh vực công nghiệp, tơ nhện được cho mạnh hơn thép có cùng kích thước gấp 5 lần. Tại sao lại như vậy? Một trong những điều làm nên sự thần kì này là cấu trúc của tơ nhện được tạo nên bởi hàng nghìn sợi nano khác nhau, đường kính chỉ bằng 20 nm (nanomet) và dài khoảng 1 μm (micromet). Những sợi nano này được cho là vô cùng bền chắc và có thể kéo giãn gấp 50 lần. Vật liệu tạo từ tơ nhện và gỗ có thể thay thế nhựa trong tương lại. Protein tái tổ hợp tương tự tơ nhện (spidroin) và nano cellulose có thể tạo ra nano composite với độ bền, độ đàn hồi cao. Hơn nữa chúng còn có thể tự phân hủy nên rất thân thiện với môi trường. Tơ nhện đang được nghiên cứu để ứng dụng trong lĩnh vực làm áo chống đạn. Chúng không chỉ nhẹ, bền, mềm mại mà còn có khả năng hấp thu lượng lớn lực tác động. Trong y học, tơ nhện có thể dùng trong băng bó. Chỉ cần một cuộn vải sạch, sau đó dùng nó cuốn tơ nhện là có thể băng bó. Tơ nhện có thể cung cấp khung nền tốt để tái tạo da và các mô khác, một số loài tơ nhện có thể chống vi trùng hiệu quả. Ngoài ra tơ nhện còn có thể ứng dụng trong tái tạo da nhân tao, phẫu thuật dây chằng và chỉ khâu trong phẫu thuật.. Bạn nghĩ sao về điều này khi một loài vật không mấy đáng yêu có thể tạo ra những điều phi thường như vậy?
