神奇服裝蛛絲織成

楊先碧

古代武士靠笨重的鎧甲來保護自己，而現代的士兵則有相對輕盈的防彈背心。說它“相對輕盈”，是因為它比普通背心還是要重得多。美國科學家則表示，一種將比普通背心還輕的防彈背心很快就將上市。這種背心之所以很輕，是因為它是由蛛絲織成的。

極度堅韌的蛛絲

在科幻影片《蜘蛛俠》中，靠一根噴射出來的蛛絲，蜘蛛俠就可以在城市的高樓大廈之間飄來蕩去。這根蛛絲如此強韌，令人十分驚嘆。或許有人會質疑：那根蛛絲真的能支撐蜘蛛俠的體重嗎？其實，這并非完全沒有科學依據。一根細細的蛛絲能支撐起蜘蛛的身體，那么按照比例來說，蜘蛛俠噴射的蛛絲也能支撐住他的身體。科學研究也表明，一根直徑僅僅1厘米的蛛絲繩索可以拉住一架正在飛行的噴氣式小飛機，由此可見蛛絲是多么強韌。

既然蛛絲是如此好的紡織材料，那么為何人們不像養蠶那樣大量養殖蜘蛛呢？與蠶不同，蜘蛛很難馴養。另外，蜘蛛的蛛絲產量實在太低了，飼養蜘蛛和收集蛛絲也十分煩瑣。到目前為止，世界上只有一塊由蜘蛛絲編織的面料。這塊收藏于美國國家自然歷史博物館的面料，有4米長，1.2米寬，總面積4.8平方米。為了打造出這塊獨特的面料，82名紡織專家花費四年時間，收集了數百萬只野生金色球體蜘蛛的蛛絲。

用酵母生產蛛絲

既然飼養蜘蛛收集蛛絲不太可行，那么人們是否要放棄利用這種高強度的天然材料呢？科學家希望用其他途徑來獲得蛛絲。最近，美國科學家丹·維德梅爾與大衛·布雷斯勞爾等人，利用轉基因酵母產出了和蜘蛛絲一樣的轉基因蛛絲。科學家通過研究蜘蛛的基因圖譜獲得蜘蛛的產絲基因，然后將人工合成這種基因，再轉移到酵母中，酵母就有了產絲能力。

這些酵母被培養在一個碩大的罐子里，就像是酒廠里釀酒的那種罐子。酵母吸取罐子中的葡萄糖營養液后，開始分泌蛛絲乳液，其實質是一種液態蛋白質。但是，酵母不能直接將這些乳液轉化為蛛絲。科學家用專門的機器抽取大罐中的乳液，然后乳液從特制的噴嘴不斷噴射出來，一條條蛛絲由此產生。利用高倍顯微鏡發現轉基因蛛絲的形態結構和天然蜘蛛絲一樣。

當然，不只是美國科學家發明了轉基因蛛絲，加拿大、日本、德國、英國的科學家也在從事這方面的研究。也并非只有酵母可以生產蛛絲，轉基因哺乳動物和轉基因植物也可以生產蛛絲。加拿大魁北克一家生物技術公司的研究人員，培育出可以生產蛛絲的轉基因母羊。從這種母羊的奶中，可以提取出大量蛛絲蛋白。

轉基因蛛絲的用途

目前，維德梅爾等人已經利用轉基因蛛絲紡織出面料。他們正與美國北卡羅萊納州的紡織品廠商合作，期待能大批量生產轉基因蛛絲面料。他們希望第一批蛛絲服裝能于2016年年底之前上市銷售。

利用轉基因蛛絲面料裁剪出來的服裝，看上去有些像絲綢服裝，摸起來也十分光滑柔軟，穿在身上保暖透氣。絲綢服裝的韌性一般相對較差，不小心被掛擦一下就容易撕裂，而轉基因蛛絲服裝韌性很強，很難撕裂。基于同樣的理由，絲綢服裝通常不建議用洗衣機來洗滌，而轉基因蛛絲服裝則可以。

由于蛛絲韌性好、彈性好且耐沖擊力強，科學家正考慮用蛛絲來制造防彈背心。無論是在干燥狀態或是潮濕狀態下，蛛絲都有很好的彈性和韌性，因此利用蛛絲制造的服裝可讓軍人、航天員、探險家等適應多種嚴酷環境。蜘蛛絲網還有很好的耐低溫性能，蜘蛛絲在零下40℃時仍然柔軟且彈性十足，蛛絲服裝適合那些極地考察的科學家。

除了用于加工服裝外，轉基因蛛絲作為特種材料在其他領域也有廣泛的用途。比如，如果把蛛絲用于飛行器的復合材料中，可以減少飛行器的自重。由于蛛絲是一種天然蛋白質，在自然界中可以逐漸降解，用于包裝材料特別環保。利用它的降解特性，還可以用于外科手術中的縫合線。

編輯：劉雨濛 lymjcfy@163.com