蛛絲或可用于開發(fā)防彈衣材料

蜘蛛不僅會織網(wǎng)，還會設(shè)計網(wǎng)，且織的網(wǎng)比鋼鐵更堅固，比凱夫拉（一種高性能合成芳綸纖維）更有韌性，還如橡膠一樣具有彈性。最近，美國西北大學(xué)的一項新研究利用計算模擬和實驗室實驗破解了蜘蛛絲“堅硬勝鐵”的秘密，為生物工程絲的應(yīng)用鋪平了道路。該研究發(fā)表在《科學(xué)進展》雜志上。

科學(xué)家對蜘蛛絲很感興趣是因為它具有非凡的堅韌特性，以及可生物降解的優(yōu)點。但養(yǎng)殖蜘蛛以獲取天然絲既昂貴又耗費能源，因此，科學(xué)家希望能在實驗室中制造出類似的材料。

西北大學(xué)的研究小組使用光譜學(xué)技術(shù)研究了蛋白質(zhì)鏈在工程蜘蛛絲的真實纖維中是如何拉伸和排列的。研究第一作者、西北大學(xué)的雅各布·格拉漢姆稱，當(dāng)從絲腺中紡出絲時，蜘蛛會用后腿抓住纖維并將其拉出，而在纖維形成時拉伸纖維，可使纖維十分堅固并有彈性。從原理上來說，這種拉伸過程在分子水平上強化了纖維，使蛋白質(zhì)排列整齊，形成額外的鍵，從而提高了耐久性。

西北大學(xué)仿生材料專家思南·卡頓介紹，蜘蛛的這種拉絲方法是制造真正強韌的纖維所必需的，有了計算方法，就能探究納米尺度上發(fā)生了什么，從而研究拉絲與絲的機械性能之間的關(guān)系。未來，這一研究結(jié)果可幫助科學(xué)家開發(fā)用于可生物降解的手術(shù)縫合線、超級堅固的防彈衣的先進絲材料。