Respuesta corta : el hilo de seda de una telaraña está formado por bolitas hidrófilas (que atraen el agua) que se producen periódicamente en el hilo. El agua que se condensa en el hilo en el punto de rocío se mueve, se acumula y se une en estas bocanadas de agua para formar las gotas de rocío que ves.
Respuesta larga : la seda con la que la araña hace girar su red está hecha de nano fibrillas de aproximadamente 20 a 30 nanómetros de diámetro. Estas nano fibrillas forman una estructura alineada en las articulaciones y un soplo aleatorio desordenado en cada 85,6 micro metros en el hilo. Esta aleatoriedad hace que el hojaldre tenga una mayor energía de superficie libre y más mojabilidad. A medida que la temperatura del ambiente alrededor de la telaraña cae por debajo del punto de rocío, el agua comienza a condensarse en los hilos de seda. Las bocanadas se transforman en estructuras en forma de huso (como dos conos conectados en sus bases con el eje que atraviesa el hilo de seda). Estas estructuras en forma de huso atraen las diminutas gotas de agua debido a dos fuerzas:
- Fuerza debida al gradiente de energía superficial
- Fuerza debida al gradiente de presión de Laplace
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Fuerza debida al gradiente de energía superficial : una fuerza joven desequilibrada (dF) en la gota de agua viene dada por [(diferencia de energía libre de superficie para la interfaz de vapor sólido y sólido-líquido en A) – (diferencia de energía libre de superficie para sólido- interfaz vapor y sólido-líquido en B)] multiplicado por dx. [1] Utilizando la ecuación de Young para el ángulo de contacto (theta) de la gota de agua, la diferencia de las energías de superficie libre en la primera ecuación puede sustituirse por el producto de theta y la energía libre de superficie de la interfaz de vapor líquido (T). Cabe señalar que la energía libre de superficie y el coeficiente de tensión superficial son iguales aquí.
dF = [T x cos (theta) a – T x cos (theta) b] dx
Integrarlo a lo largo le dará la fuerza total.
La fuerza debida al gradiente de presión (dP) ocurre debido a la diferencia en la presión de Laplace (2T / R) [2] en A y B. el radio de curvatura, R de la caída difiere en A y B debido a la diferencia en el contacto anglos.
Entonces, dP = 2T [1 / Ra-1 / Rb]
Una vez que los husillos en el hilo se mojan, las gotas de agua disminuyen la interfaz de vapor sólido de los husillos y, por lo tanto, disminuye la alta energía de la superficie libre inter-facial. Esto mantiene las gotas de agua para moverse contra la gravedad y mantenerlas atrapadas. Además, dado que el diseño web es bastante simétrico, a veces la gravedad también ayudaría en la recolección de agua ya que haría que la gota se moviera hacia el huso. Y así es como obtenemos estos maravillosos patrones en una hermosa mañana.
[1] http://gmwgroup.harvard.edu/pubs…
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Lap…
http://news.bbc.co.uk/2/hi/84965…
