Odatda oʻrgimchak toʻrisga qarayotganda juda nozik va osongina yirtilib ketadigan ip tasavvur qilinadi. Biroq, bu tolaga turli poʻlat simlar bilan taqqoslanadigan mustahkamlikka ega boʻlishi mumkinligini bilish qiyin isbotlanadigan narsa tuyulishi mumkin. Olimlar bu oʻrgimchak ipakining xususiyatining sirini tushunishdi, bu uni bir vaqtning oʻzida mustahkam va elastik qiladi.
Materialning mustahkamligi choʻzilish chegarasi yordamida oʻlchanadi, bu oddiy qilib aytganda, obyekt yirtilmasdan qanchalik choʻzilishi mumkinligini koʻrsatadi. Choʻzilish chegarasi deb nomlangan bu koʻrsatkich obyektga buzilishidan oldin qoʻllanilishi mumkin boʻlgan tortish kuchi kuchini aks ettiradi va Pascal (MPa) da oʻlchanadi, bu kvadrat metrga 1 Nyuton kuchiga teng.
Oʻrgimchak ipakining choʻzilish chegarasi taxminan 1200 megapaskal (MPa) ni tashkil etadi. Oddiy konstruktiv poʻlat qotishigʻi bilan taqqoslashda, u taxminan 400 MPa mustahkamligiga ega, shuni koʻrish mumkinki, toʻri koʻplab poʻlat turlariga qaraganda ancha katta bosimni chidashi mumkin. Shunga qaramay, uni barcha poʻlat turlari bilan solishtirish mumkin emas; baʼzi yuqori mustahkam qotishiklar 760 MPa ga yetadi, va maxsus ishlab chiqarilgan poʻlat simlar 2200 MPa dan oshib ketishi mumkin. Shu sababli, oʻrgimchak ipakining ogʻirligiga nisbatan eng mustahkam tabiiy materiallardan biri ekanligi yanada toʻgʻri bayon qilinadi.
Ipakning oʻziga xosligi nafaqat uning mustahkamligida, balki poʻlatga nisbatan ancha yuqori elastikligida ham namoyon boʻladi. Yirtilmasdan oldin, oʻrgimchak ipi oʻz boshlangʻich uzunligining deyarli ikki baravariga choʻzilishi mumkin. Bu shuni anglatadiki, sim tortilganda darhol yirtilmaydi, balki sezilarli darajada choʻzilib, shu bilan birga sezilarli zoʻriqishni chidashi mumkin.
Lekin bunday nozik sim qanday qilib bunday mustahkamlikka erishadi? Yangi tadqiqot doirasida olimlar bu savolga javob topishga harakat qilishdi va oʻrgimchak tolasi atom tuzilishini oʻrgandilar. London qirollik kollejining va San-Diego universitetining tadqiqotchilari tolalar tuzilishini mikroskopik darajada oʻrgandilar.
Olimlarning fikricha, oʻrgimchak tolasi asosan aminokislotalardan iborat boʻlgan oqsilardan tashkil topgan. Baʼzi maxsus aminokislotalar kichik «yopishtiruvchi nuqtalar» kabi bir-biri bilan bogʻlanadi. Ushbu bogʻlanishlar, doimiy ravishda hosil boʻlib, qayta buziladigan, oqsilni yagona tuzilishga yigʻishga yordam beradi. Aynan shu tashkiliy tartib ipakga tortish paytida ogʻirlikni ushlab turish imkonini beradigan tuzilishini beradi.
Olimlar bu oʻzaro tortish kuchi tolani shakllantirish jarayonida ham saqlanib qolishini va asta-sekin juda murakkab nanostrukturani yaratishini taʼkidlaydilar. Aynan shu tuzilish oʻrgimchak ipakiga uning noyob mustahkamligi va moslashuvchanligini taʼminlaydi.
Oʻrgimchak toʻri toʻqayotganda, ipak dastlab qattiq sim boʻlmaydi. Tolalarni hosil qiluvchi oqsil moddalari oʻrgimchak bezining temirida «ipak suyuqligi» deb ataladigan qalin suyuqlik holatida joylashgan. Oʻrgimchak bu suyuqlikni tanasidan chiqarib, toʻri toʻqishni boshlaganda, bu material asta-sekin qattiq va juda mustahkam tolaga aylanadi. Uzoq vaqtdan beri oqsil moddalar ipak hosil boʻlishidan oldin kichik suyuq toʻplamlarni hosil qilishini bilishgan, ammo bu toʻplamlar qanday tartiblanishi va mustahkam tolaga aylanishi haqidagi toʻliq tasvir noaniq edi. Yangi tadqiqot bu jarayonni atom darajasida tushunishga yordam berdi.
Oʻrgimchak tolasi tabiatdagi eng noyob materiallardan biri hisoblanadi va oʻrgimchak uchun katta ahamiyatga ega, chunki u undan toʻri yaratish, tanasini qoʻllab-quvvatlash va harakatlanish uchun foydalanadi. Uning xususiyatlari koʻpincha poʻlat va kevlar kabi mustahkam materiallar bilan taqqoslanadi. Ayniqsa, ogʻirlikka nisbatan mustahkamligi va zarba chidamliligi taʼsirli. Shuning uchun olimlar oʻnlab yillar davomida oʻrgimchak ipakiga oʻxshash sunʼiy tolani yaratishga harakat qilishmoqdalar.
Bugungi kunda olimlar shunchaki toʻri nusxasini yaratishni maqsad qilmagan. Ularning maqsadi – tabiat bunday mustahkam va uzoq umrli materiallarni qanday yaratishini tushunishdir. Bu kelajakda yengil, ammo mustahkam himoya kiyimlari, samolyotlarning yengil va mustahkam qismlari, biologik parchalanishga moyil tibbiy implantlar va yumshoq robototexnika uchun tolalar yaratishga yordam berishi mumkin.
Toʻrin asosiy xususiyati u har qanday poʻlatdan kuchliroq ekanligida emas, balki juda kam ogʻirlikda juda mustahkam va elastik boʻlishidir.
