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科學家制造出人造蜘蛛絲 飛檐走壁或不再是難事

來源:小編整理2023-12-20 13:57作者:Mao

人造蜘蛛絲真的來了,傳說中的蜘蛛俠還遠嗎?以后看到飛檐走壁的現象是不是不再是什么奇特的事情了呢!而這一發明會被廣泛運用嗎?

漫威漫畫里,超級英雄Spider-Man第一次出現在《Amazing Fantasy》第15期。Spider-Man本名彼得。帕克(Peter Parker),在一次課外活動中意外地被一只受過放射性感染的蜘蛛咬傷后,獲得如蜘蛛一般的特殊能力。

雖然Spider-Man擁有攀墻、過人的跳躍力和力氣,但最為人知的絕對就是他可以利用自制的蜘蛛絲發射器,透過所射出的蜘蛛絲自由在大樓之間擺蕩、捆綁敵人和奪取武器。雖然人類目前還沒有找到那個能夠讓我們變成超級英雄的“蜘蛛”,但科學家已經可以制作出猶如正真蜘蛛絲的“人造蜘蛛絲”了!

根據ScienceNews的報道指出,“人造蜘蛛絲”是由來自Washington University St. Louis的生物科學家Fuzhong Zhang和他的工程師團隊,透過培養細菌作為主要方式,生產出如同真正的蜘蛛絲制品;其堅硬程度比真的蜘蛛絲更高,并擁有很高的可延展性。該項目在 NASA 的資助完成,預計研究結果未來可用于生產給宇航員在火星上使用的堅硬材料!

據了解,蜘蛛絲是一種相當特別的材料,它的重量相當輕,但是若是以相同直徑來比較的話,蜘蛛絲的強韌度大約是鐵絲的五倍以上。也難怪蜘蛛俠能利用蜘蛛絲與敵人搏斗、穿梭在建筑物之間。在“人造蜘蛛絲”的用途上,科學家希望將它的特性用在醫療、太空和織品工業上,制造出防御力強的面料等。

而對于蜘蛛絲,多個國家均有所研究,比如中國和芬蘭!

南開大學的劉遵峰教授領導的一個研究團隊用一種非常簡單的方法,成功的使用水凝膠纖維制備出了人造蜘蛛絲,達到與天然蜘蛛絲幾乎相當的力學性能。在捕獲雞蛋的實驗中,讓雞蛋以一定的速度下落,分別用棉線網、橡皮筋網、和“人造蜘蛛網”來接雞蛋!

自然界中的蜘蛛絲具有強大的機械性能,它表現出極高的抗拉強度,與高等級合金鋼相當。在高濕的環境下,蜘蛛絲可伸長5倍,并且伸長后幾乎不反彈、不旋轉。被拉長的蜘蛛絲遇水還會恢復到初始長度,這使它被來襲的獵物撞擊而拉長后,可以自動修復并重新使用。這一切都表明蜘蛛絲具有超強的機械性能組合。

“人們已經嘗試用蠶絲蛋白來制作人工蜘蛛絲,并取得了一定的成功,但這種方法很難規;糯蟆J褂煤铣煞椒,制備能模仿蜘蛛絲的上述特性,仍然是一個難題。”劉遵峰說。

經過反復試驗,劉遵峰團隊采用了一種非常簡單的方法,成功使用水凝膠纖維制備出了“人造蜘蛛絲”。劉遵峰介紹,水凝膠纖維由聚丙烯酸制成,聚丙烯酸具有核—鞘結構,通過摻雜二價離子并加捻,獲得一定的捻度,極大地增加了其強度。這種新材料達到與天然蜘蛛絲幾乎相當的力學性能。

芬蘭研發成功#可替代塑料新材料#:人造蜘蛛絲合成,能降解更環!拷彰绹犊茖W進展》雜志報告稱,芬蘭阿爾托大學利用木質纖維和人造蜘蛛絲研發出新型生物基材料,具有高強度、高剛度及高柔韌性等特點,性能優于當今大多數合成和天然材料。研究人員稱該材料可替代塑料,且更環保。

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