科学家制造出人造蜘蛛丝 飞檐走壁或不再是难事
人造蜘蛛丝真的来了,传说中的蜘蛛侠还远吗?以后看到飞檐走壁的现象是不是不再是什么奇特的事情了呢!而这一发明会被广泛运用吗?
漫威漫画里,超级英雄Spider-Man第一次出现在《Amazing Fantasy》第15期。Spider-Man本名彼得。帕克(Peter Parker),在一次课外活动中意外地被一只受过放射性感染的蜘蛛咬伤后,获得如蜘蛛一般的特殊能力。
虽然Spider-Man拥有攀墙、过人的跳跃力和力气,但最为人知的绝对就是他可以利用自制的蜘蛛丝发射器,透过所射出的蜘蛛丝自由在大楼之间摆荡、捆绑敌人和夺取武器。虽然人类目前还没有找到那个能够让我们变成超级英雄的“蜘蛛”,但科学家已经可以制作出犹如正真蜘蛛丝的“人造蜘蛛丝”了!
根据ScienceNews的报道指出,“人造蜘蛛丝”是由来自Washington University St. Louis的生物科学家Fuzhong Zhang和他的工程师团队,透过培养细菌作为主要方式,生产出如同真正的蜘蛛丝制品;其坚硬程度比真的蜘蛛丝更高,并拥有很高的可延展性。该项目在 NASA 的资助完成,预计研究结果未来可用于生产给宇航员在火星上使用的坚硬材料!
据了解,蜘蛛丝是一种相当特别的材料,它的重量相当轻,但是若是以相同直径来比较的话,蜘蛛丝的强韧度大约是铁丝的五倍以上。也难怪蜘蛛侠能利用蜘蛛丝与敌人搏斗、穿梭在建筑物之间。在“人造蜘蛛丝”的用途上,科学家希望将它的特性用在医疗、太空和织品工业上,制造出防御力强的面料等。
而对于蜘蛛丝,多个国家均有所研究,比如中国和芬兰!
南开大学的刘遵峰教授领导的一个研究团队用一种非常简单的方法,成功的使用水凝胶纤维制备出了人造蜘蛛丝,达到与天然蜘蛛丝几乎相当的力学性能。在捕获鸡蛋的实验中,让鸡蛋以一定的速度下落,分别用棉线网、橡皮筋网、和“人造蜘蛛网”来接鸡蛋!
自然界中的蜘蛛丝具有强大的机械性能,它表现出极高的抗拉强度,与高等级合金钢相当。在高湿的环境下,蜘蛛丝可伸长5倍,并且伸长后几乎不反弹、不旋转。被拉长的蜘蛛丝遇水还会恢复到初始长度,这使它被来袭的猎物撞击而拉长后,可以自动修复并重新使用。这一切都表明蜘蛛丝具有超强的机械性能组合。
“人们已经尝试用蚕丝蛋白来制作人工蜘蛛丝,并取得了一定的成功,但这种方法很难规模化放大。使用合成方法,制备能模仿蜘蛛丝的上述特性,仍然是一个难题。”刘遵峰说。
经过反复试验,刘遵峰团队采用了一种非常简单的方法,成功使用水凝胶纤维制备出了“人造蜘蛛丝”。刘遵峰介绍,水凝胶纤维由聚丙烯酸制成,聚丙烯酸具有核—鞘结构,通过掺杂二价离子并加捻,获得一定的捻度,极大地增加了其强度。这种新材料达到与天然蜘蛛丝几乎相当的力学性能。
芬兰研发成功#可替代塑料新材料#:人造蜘蛛丝合成,能降解更环保】近日美国《科学进展》杂志报告称,芬兰阿尔托大学利用木质纤维和人造蜘蛛丝研发出新型生物基材料,具有高强度、高刚度及高柔韧性等特点,性能优于当今大多数合成和天然材料。研究人员称该材料可替代塑料,且更环保。