蛛絲或可用于開發(fā)防彈衣材料

蜘蛛不僅會(huì)織網(wǎng)，還會(huì)設(shè)計(jì)網(wǎng)，且織的網(wǎng)比鋼鐵更堅(jiān)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(guó)西北大學(xué)的一項(xiàng)新研究利用計(jì)算模擬和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)破解了蜘蛛絲“堅(jiān)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(jìn)展》雜志上。

科學(xué)家對(duì)蜘蛛絲很感興趣是因?yàn)樗哂蟹欠驳膱?jiān)韌特性，以及可生物降解的優(yōu)點(diǎn)。但養(yǎng)殖蜘蛛以獲取天然絲既昂貴又耗費(fèi)能源，因此，科學(xué)家希望能在實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)，蜘蛛會(huì)用后腿抓住纖維并將其拉出，而在纖維形成時(shí)拉伸纖維，可使纖維十分堅(jiān)固并有彈性。從原理上來(lái)說(shuō)，這種拉伸過(guò)程在分子水平上強(qiáng)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(qiáng)韌的纖維所必需的，有了計(jì)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(jī)械性能之間的關(guān)系。未來(lái)，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(jí)堅(jiān)固的防彈衣的先進(jìn)絲材料。