Она изучает растительность на берегу реки и находит подходящее место для своего проекта (как и любой профессиональный инженер), а затем выпускает десятки шелковых нитей из своего прядильного органа. Они разлетаются в стороны – прямо как у Человека-Паука в кино, – и их подхватывают естественные потоки ветра над водой в густом лесу. Тонкий невидимый поток несет нити через реку, и они цепляются за растения на другом берегу. Этот шелковый путь – первый этап строительства – называется линией моста. Это несущий трос – обыкновенный загнутый трос, который прогибается под собственным весом. Дернув за трос и убедившись, что он безопасен, паучиха с помощью волосков на ножках, которые представляют собой крошечные крючки, немного сматывает его, чтобы он не сильно провисал.
№ 4: Шелковый мост
Шелковый мост: самый длинный в мире мост из паутины
Затем она идет по своему несущему тросу и проверяет его прочность, а по дороге с помощью шелка и выделений укрепляет его еще сильнее. Когда она доходит до конца, то укрепляет соединение с растениями, обматывая вокруг них еще несколько нитей. Важно, чтобы это соединение, которое создал ветер, просто приклеив нить к стволу дерева, было достаточно прочным и выдержало вес всей остальной конструкции.
Теперь несущий трос нужно закрепить якорем. Паучиха ищет растения, вроде длинных травинок, торчащих из воды, и идет по тросу, пока не окажется прямо над ними. Медленно вырабатывая шелк, она спускается и привязывает нить к травинке недалеко от поверхности воды, чтобы получился Т-образный каркас.
Следующие несколько часов паучиха легко бегает туда-обратно и к своему Т-образному каркасу приделывает множество шелковых нитей. Она вырабатывает шелк и плетет по кругу большую паутину. Некоторые шелковые нити не липкие: они служат частью каркаса всей конструкции. А остальные липкие, и они составляют ту часть паутины, куда попадется добыча. В результате у нее получается огромный круг диаметром до 2 м.
Древесный паук Дарвина – единственный известный паук, который строит мосты над водой, чтобы ловить добычу. Его жертвами становятся вкусные мухи и стрекозы, которые летают над серединой реки. Из-за большого диаметра паутины туда могут попадать и другие мелкие животные: птицы и летучие мыши.
Размер паутины по-настоящему впечатляет, но еще больше впечатляет шелк, из которого она сделана, и это оправдано: для большой постройки нужен исключительный материал. Шелк древесного паука испытывали в лаборатории, медленно растягивая его с помощью крючков. Результаты исследований показывают, что эти крохотные создания производят шелк невероятной упругости. Это свойство материала, благодаря которому он может растянуться под нагрузкой, а затем вернуться в прежнюю форму: если нагрузку убирают, а материал возвращается к изначальному размеру, то он упруго деформировался; если он не полностью восстанавливает первоначальную форму, значит, он пластично деформировался. Испытания показали, что шелк этого паука в два раза эластичнее всех остальных известных видов натурального шелка. Он также очень прочный. Прочность – это свойство материала, которое показывает, сколько энергии он может поглотить, не разрушаясь. Это сочетание силы (сколько нагрузки материал может выдержать) и пластичности (насколько он может деформироваться, не разрушаясь). На самом деле, шелк древесного паука Дарвина – самый прочный биологический материал, который мы знаем на сегодняшний день, – он даже прочнее стали.
Упругость и прочность – прекрасное сочетание свойств для строительных материалов. Возьмем, к примеру, резинки: если у вас тонкая эластичная резинка, но ее можно растянуть на большое расстояние, но с маленькой нагрузкой, потому что она упругая и пластичная, но не очень сильная. Очень толстая резинка из хрупкой резины может выдержать большую нагрузку, но может внезапно оборваться, потому что она сильная, но хрупкая. А в шелке нашего паука эти свойства сочетаются идеально. Он может выдержать большую силу и в то же время растянуться на большое расстояние и не порваться. Благодаря такому сочетанию свойств это идеальный материал для создания самых больших в мире паутин.
Я специально включила в свой список мост древесного паука Дарвина, чтобы не забыть, что не только люди строят всякие сооружения: на самом деле, как показывает это существо, мы по-прежнему отстаем от природы. Мы только сейчас начинаем строить мосты такой же длины, как строит этот паук, по сравнению с размером собственного тела – сейчас рекорд самого длинного моста принадлежит Акаси-Кайке в Японии протяженностью 1991 м. Нас во многом вдохновляет природа (такой тип проектирования называется биомимикрией) – например, вентиляционная система в центре Истгейт в Зимбабве спроектирована по образцу пористого термитника, а павильон Квадраччи Художественного музея Милуоки имеет выдвижную конструкцию, напоминающую крылья птиц. Думаю, мы еще многому можем научиться. Мечта каждого инженера – разработать суперматериал вроде паучьего шелка, который будет невероятно прочным и легким и который можно протянуть над рекой или равниной, чтобы его нити попали на другой берег. А потом мы бы построили длинный мост за несколько часов, прямо как это делает древесный паук Дарвина.
В отеле в Токио нам с мамой дали карту, на которой был написан адрес тонкими закрученными штрихами, напоминающими картинки.
Почерк был красивый, но читать иероглифы мы не умели, поэтому просто дали карту своему таксисту и надеялись, что этого будет достаточно, чтобы попасть в нужное место.
Шел такой сильный ливень, что мы едва различали дорогу, но мы знали, что выехали из города, и теперь нас окружали крутые склоны, покрытые густым зеленым лесом. Мы поднимались все выше по узкой извилистой дороге и наконец доехали до красных ворот с красивыми иероглифами. Наш водитель заехал на стоянку и помахал нам из машины – я надеялась, что он нас подождет. Я застегнула жакет и отправилась по узкой тропинке на поиски моста Ишибунэ – прекрасного образца простого висячего моста-ленты, который до той конкретной поездки был мне еще не знаком.
№ 5: Мост Ишибунэ
Мост Ишибунэ: висячий мост
В том году я получила грант на поездку от Института инженеров-строителей – я предложила изучить особый вид моста. Я поговорила с коллегами, провела небольшое исследование и узнала про висячий мост-ленту, изящный и простой мост, которых в Великобритании лишь несколько. Я хотела узнать о них больше и понять, почему они такие редкие. Я предполагала съездить в Европу и в Японию – туда, где эти мосты используются, – и написать об этом отчет. Первым делом я отправилась в Чехию, где инженеры показали мне огромный спектр проектов на основе висячего моста-ленты – от мостов с автомагистралями до туннеля, построенного по тем же принципам. Потом в университете в Германии я познакомилась с исследователями, которые построили в лаборатории прототип моста длиной 13 м и проводили над ним эксперименты. Мне тоже дали поучаствовать в «экспериментах» – мне нужно было прыгать на мосту, чтобы заставить его резонировать.
