人造蜘蛛絲在家具中的應用

唐婕 陳寧馨 李克忠

【摘?要】基于時代不斷發展的背景下，環保觀念日益得到重視，消費者也更加關注家具的原材料是否真正環保。人造蜘蛛絲作為一種高強度的人造材料，具有韌性較強，彈性較好、舒適性高等獨特之處，其抗拉強度與鋼鐵相匹敵，還能夠生物降解，是一款名副其實的環保材料。本文就實木家具、軟體家具等方面探討了人造蜘蛛絲材料應用，并對其目前弊端與未來發展進行了論述。

【關鍵詞】人造蜘蛛絲材料;實木家具;軟體家具;應用

1.人造蜘蛛絲材料概述：

人造蜘蛛絲是由基因工程技術得到的，為了得到指定的蛛絲蛋白，研究工作者將大腸桿菌溶解于液體介質中，然后用特別的方法制成蛛絲蛋白[1]。具有彈性較大、舒適性好、透氣性強、不易拉扯折斷等獨特之處。這項基因工程的實質是通過改良蜘蛛的遺傳基因從而得到品質極佳的纖維材料。轉基因生物是在生態自然條件下生長，它們的生產過程完全沒有融入化學元素，所以生態環境不會被污染，是一種“綠色環保”的新型關鍵技術。非常切合當代社會可持續發展的需求，對生態和環境都十分有利[2]。蜘蛛所制造出來的絲中具有極強的韌性和剛性，普通鋼材的五倍之和正是一根蜘蛛絲的抗拉強度。其材料的彈性也會比人造纖維要強。比如，蜘蛛絲大概可拉伸至原來長度的十倍，而尼龍大概拉升到到原來長度的20%就會折斷。其優勢還在于尼龍是從石油中提取出來，具有不可再生性，使用之后只可回收不可生物降解。而人造蜘蛛絲的主要構造材料都是蛋白質，它們比石油為原材料所制造出來的產品更有持續性，這些纖維的中的成分都是可持續可再生的。還可以降低工業產品的制造成本，符合現代的科學發展觀，對環境起到了保護作用。可應用于家具、服裝、紡織、軍事、等眾多行業。

目前我國石油資源日趨匱乏，品質下降，人造蜘蛛絲材料發展與應用為減少石油資源消耗，緩解我國資源，能源的消耗提供了一條有效的途徑。緩解我國家具、紡織、鞋類等行業中原材料短缺、生產制造污染等問題提供了較大的可能性。有利于國家資源能源的節約，無論是對環境還是社會都具有極佳現實效益。

2.人造蜘蛛絲材料在家具中的應用

在生活中，人們使用最多的物品便是家具，所以家具有著極其重要的地位，能夠維持人類的正常生活。基于人造蜘蛛絲材料優異性，基于人造蜘蛛絲有著優異的性能，所以在家具中有著巨大的發展空間。在軟體家具和實木家具中都可以應用人造蜘蛛絲。為達到適用于家具材料的性能要求，人造蜘蛛絲材料研究過程中主要關注的問題在于其表面性能、耐磨性、舒適度等多方面性能的改善。家具作為人們生活中使用最多的物件之一，因而還要求人造蜘蛛絲材料具備環保性能，無毒無害。許多研究人員利用動植物發酵的方法來獲取蛛絲蛋白，其獲取過程是不需要化學加工。最后使用中的細絲線，就是將蛋白質從微孔中擠出而獲得的。其成型過程也是無毒綠色產品。最終使用丟棄可以做到100%生物降解。從家具的全部生命周期進行解讀，在概念形成階段、原料的生產制造階段、使用過程階段乃至最后的廢棄回收階段都是綠色無污染。滿足了人們在環保層面的需求。

人造蜘蛛絲可利用轉基因技術讓普通蠶突出熒光絲，在色彩，質地，觸感等各方面滿足了用戶個性化的需求，可定制生產，從而拓展了這種材料在家具中的應用范圍，從而獲得更多的市場價值。

2.1在軟體家具中的應用

把織物、海綿當做最主要填充物的柔軟形家具便是軟體家具。比如沙發、床等家具[3]。目前軟體家具的覆面材料可以分成皮類，布類，皮布結合三種。布藝材料的缺點是不易清潔，易積灰，難以更換材料。皮類家具的缺點是容易褪色，不能進行暴曬，還有使用長時間后易出現開裂等問題。人造蜘蛛絲材料，是一種耐磨、輕便、抗皺和不含石油，以蛋白質為原料的環保型材料，具有眾多的優勢。人造蜘蛛絲的加工工程是用蜘蛛的基因來改造酵母菌，用蔗糖、水、鹽等原材料來培養，從而取得所需的蛋白質，其加工過程十分綠色環保，最后利用相關工藝來取得纖維材料。得到的材料強度、柔韌性、舒適度、防水性、松軟度、耐磨度都非常優異。最終使用丟棄可以做到100%可被降解。使用人造蜘蛛絲材料作為軟裝覆面材料，不僅可以提高沙發柔軟度，透氣程度，令使用者更加舒適，還可以提高耐磨程度，使沙發易于保養和維修。

2.2在實木家具中的應用

人造蜘蛛絲材料在家具中的發展已是大勢所趨，而在實木家具中的應用還急需突破。用實木為主要的基材制作建造而成的家具便是實木家具[4]。實木家具最大的不足之處在于容易開裂和變形。無論是使用過程中的維護還是破損之后的修復難度都十分巨大。因為實木這種材料具有熱脹冷縮的物理特性，所以無論是放置在過于干燥和過于濕潤的地區都不合適。

最新研究，芬蘭的科研工作者發明制造了一種新型的環保材料，是利用木質纖維和蜘蛛絲成分組合而成，具有十分優異的性能，比如強度、韌性、彈性、剛度都極好[5]。蜘蛛絲可以做到100%生物降解，而木質纖維也可以生物降解，其材料十分環保。這種新型材料可以與實木、金屬相結合，創造出更新穎的實木家具產品。這種材料具有普通實木不具備的高柔韌性等特點，因此，可以用來制造各種異型家具和復雜的產品零部件，例如線性家具（圖1）。

基于這種材料的特性，設計師可以天馬行空肆意想象，家具展覽會上也會擁有更多生動的家具產品。為了獲取更多的經濟效益，還可以根據購買者的要求實現特殊化定制。這種新型的生物基材是木質纖維與蜘蛛絲的結合，其原材料是綠色環保產品。所以也可用來生產各種形狀的兒童家具（圖2）。

2.3其他領域的應用

目前人造蜘蛛絲已經在服裝產業中被應用。常見的服裝材料多以棉布、麻布、絲綢、呢絨為主，服裝作為人們生活的必需品，會被經常使用更換。這些傳統的材料大多抗皺性差，舒適度不夠，丟棄后又難以降解。而人造蜘蛛絲這種新型的環保材料，它的原材料以蛋白質為主。使用在服裝中具有抗皺性強，彈性較好，透氣性強，耐磨損等特點，并且丟棄后也能顧做到100%生物降解。

基于人造蜘蛛絲具有超高的強度和超輕的質量，所以人造蜘蛛絲有望用在軍事中來制造頭盔和防彈衣，不僅可以發揮保護作用還可以提升作戰速度[6]。據調查研究發現蜘蛛絲還能使普通的電子顯微鏡分辨率提高原倍數的2倍以上，未來有望發現更多未知的生物。

3.結語

從新時代的資源節約和環境保護的角度進行評價，人造蜘蛛絲這種新型的環保材料的將會引領時尚成為整個家具行業的主流。人造蜘蛛絲材料具有彈性較好，透氣性強，耐磨損的特點。滿足軟體家具和實木家具的各種使用需求，未來有望代替傳統材料應用在家具中。但人造蜘蛛絲的批量生產還存在許多不足之處，比如無法進行大批量生產，未來的發展還有很大的空間，任重而道遠。

參考文獻：

[1].芬蘭：木質纖維和蛛絲合成材料可替代塑料[J].塑料工業，2019，47（11）：40.

[2].軟體家具的過去，現在與未來[J].環球聚氨酯，2016（05）：60-71.

[3].巴西利用基因工程制成人造蜘蛛絲[J].生物學教學，2015，40（02）：75.

[4]袁小紅.蜘蛛絲的研究進展及應用[J].北京紡織，2005（05）：30-32.

[5]薛濤，孟家光.轉基因技術與人造蜘蛛絲[J].四川紡織科技，2004（01）：33-35.

[6]胡景初.實木家具可持續發展的戰略探討[J].林產工業，2003（05）：9-13.

作者簡介：

唐婕（1997.3.9），女，漢族，湖南懷化人，中南林業科技大學家具與藝術設計學院，19級在讀研究生，碩士學位，專業：工業設計工程，研究方向：家居飾品設計與制造。