Филамент — нить в биологии и материаловедении¶

Филамент (от лат. filamentum — нить) — термин, обозначающий длинное тонкое волокнообразное образование нитевидной формы. В зависимости от области знания филаментами называют структурные элементы биологических тканей (волоски, волокна, нити), нити грибов, а также тонкие волокна в материалах и технике. В русскоязычной научной литературе чаще используется калька «филамент» или родственные термины «нить», «волокно», «фибрилла».

¶Биология

¶Микологические филаменты

В микологии филамент (гифа) — основная структурная единица тела грибов и актиномицетов. Гифы представляют собой тонкие трубчатые выросты, растущие верхушкой, которые переплетаются в грибницу (мицелий). Толщина гиф у большинства грибов составляет 2–10 мкм. Различают неклеточные (коноциальные) и септированные (разделённые перегородками) филаменты. У актиномицетов филаменты ветвятся и образуют характерный мицелий, внешне сходный с грибным.

¶Белковые филаменты

В клеточной биологии филаментами называют нитевидные белковые структуры цитоскелета и сократительного аппарата:

• Актиновые филаменты (микрофиламенты) — диаметром около 7 нм, построены из полимеров актина. Участвуют в клеточном движении, делении и поддержании формы клетки.
• Микротрубочки — полые цилиндры диаметром около 25 нм из тубулина; служат «рельсами» для внутриклеточного транспорта и формируют веретено деления.
• Промежуточные филаменты — диаметром 8–12 нм, обеспечивают механическую прочность клетки (кератин, виментин, ламин).

В мышечной ткани саркомеры содержат толстые (миозиновые) и тонкие (актиновые) филаменты, взаимодействие которых обеспечивает сокращение мышц.

¶Волосы и шерсть

Каждый волос состоит из множества мелких филаментов — кератиновых волокон, заключённых в корковый слой. Именно их переплетение и ориентация определяют эластичность и прочность волоса. В волосяном покрове млекопитающих филаменты кератина также образуют стержень волоса.

¶Микология и пищевая промышленность

В пищевой промышленности термин «филамент» применяется к нитевидным структурам, образуемым некоторыми бактериями и грибами при ферментации. Например, нитчатые дрожжи Geotrichum candidum формируют филаменты, участвующие в созревании сыров и кисломолочных продуктов. Нитчатые формы могут возникать и у обычных дрожжей при определённых условиях, что влияет на консистенцию и органолептические свойства продукции.

¶Материаловедение и техника

¶Волокна в композитах

В материаловедении филаментом называют отдельное тонкое волокно в составе жгута или ровинга. Структура углепластика или стеклопластика состоит из множества таких филаментов, скреплённых полимерной матрицей. Диаметр отдельного углеродного филамента — 5–10 мкм. Качество композита определяется равномерностью распределения филаментов и отсутствием в них дефектов.

¶3D-печать

В аддитивных технологиях (3D-печать) филамент — это пруток термопластичного полимера (PLA, ABS, PETG и др.), подаваемый в печатающую головку, где он расплавляется и наносится слоями. Стандартный диаметр филамента для бытовых принтеров — 1,75 мм, для промышленных моделей — 2,85–3 мм. Каждый напечатанный слой состоит из сплавленных филаментных дорожек.

¶Лампы накаливания

В электротехнике филаментом называют вольфрамовую нить накала лампы. Тонкая проволока (диаметр около 0,02–0,05 мм) накаляется до высокой температуры при прохождении электрического тока, излучая видимый свет. Отдельные конструкции филаментов — спиральные, подвесные, с несколькими нитями — разрабатывались для увеличения срока службы ламп.

¶Астрономия

В астрономии термин «филамент» применяется к длинным тонким структурам в межзвёздной среде — нитям холодного газа протяжённостью в сотни и тысячи световых лет. Филаменты межзвёздной среды являются местами звездообразования и связывают галактические облака в крупномасштабную сеть. Термин также используется для обозначения солнечных протуберанцев и нитевидных структур в солнечной короне.

¶Применение термина

Источники:

• Биологический энциклопедический словарь
• Микология: учебное пособие
• Справочник по материаловедению и технологии конструкционных материалов
• Большая российская энциклопедия