孟祥翊

“蜘蛛絲具有獨(dú)一無二的機(jī)械強(qiáng)度和彈性，這使得其成為人們所知道的最牢固材料?！边@項(xiàng)研究的首席研究員、亞利桑那州立大學(xué)化學(xué)生物系教授杰弗瑞·亞格爾說，“這項(xiàng)研究代表了我們對(duì)于蛛絲潛在的機(jī)械性能最完整的理解?！?/p>

從負(fù)重上來講，蜘蛛絲至少是鋼琴線的5倍。蜘蛛絲是一種特殊的生物聚合物，與膠原（組成皮膚和骨頭的材料）相關(guān)，但是蛛絲的結(jié)構(gòu)要更加復(fù)雜。研究團(tuán)隊(duì)正在研究蛛絲的分子結(jié)構(gòu)，以期獲得生產(chǎn)從防彈背心到人工腱的材料。

亞格爾解釋說，這個(gè)信息應(yīng)該有助于提供一個(gè)豐富的仿生材料工程結(jié)構(gòu)的藍(lán)圖，譬如合成纖維的精密材料工程，它可以創(chuàng)造更強(qiáng)大、更具延展性和更多的彈性材料。

他們還研究了蛛絲獨(dú)一無二的“超收縮”性能，即蜘蛛能拖牽蛛絲編織成球體。當(dāng)暴露于高濕度中，蜘蛛絲還能吸收水分，這種吸水行為能提高蜘蛛絲的收縮能力，因此，通過簡(jiǎn)單調(diào)整含水量，就可以對(duì)蛛絲的機(jī)械性能進(jìn)行調(diào)節(jié)。

【DI競(jìng)技】

挑戰(zhàn)：制作一個(gè)網(wǎng)， 然后承重彈珠。

要求：你們要制作一個(gè)網(wǎng)，網(wǎng)與圈的大小有關(guān)。用一個(gè)直徑為13cm的圈做網(wǎng)，但圈與做成的網(wǎng)不能直接接觸立柱和桌面，郵寄標(biāo)簽紙不能直接接觸圈與立柱。彈珠釋放時(shí)其高度必須在網(wǎng)的上方30cm處以自由落體的方式釋放。

材料：4根吸管、4枚回形針、5張郵寄標(biāo)簽紙、1根50cm長(zhǎng)的細(xì)繩、1張鋁箔紙、2個(gè)高爾夫球、2個(gè)紙杯、1張報(bào)紙、10顆彈珠、1把卷尺（卷尺用來測(cè)量，不可以被破壞）。

【創(chuàng)想攻略】

制作一個(gè)“網(wǎng)”，固定在立柱上，承重彈珠。

“釋放彈珠時(shí)，如低于30cm釋放，則不計(jì)入成績(jī)，彈珠也不能取回”，必須保證“網(wǎng)”的深度與面積，否則彈珠在30cm高處釋放碰撞后會(huì)彈出。

釋放高度不低于30cm，對(duì)承重裝置的韌性有一定要求，需要分析判斷材料的性能、形狀以及數(shù)量，策略地進(jìn)行材料選擇。

“圈與做成的網(wǎng)不能直接接觸立柱和桌面，郵寄標(biāo)簽紙不能直接接觸圈與立柱?！闭f明必須通過間接方式連接。

使用報(bào)紙和圈來制作“網(wǎng)”裝置。

用報(bào)紙包住大圈，報(bào)紙邊緣折入大圈內(nèi)。

用細(xì)繩來連接“網(wǎng)”裝置和立柱，將細(xì)繩平均分為4段。

用回形針固定大圈和報(bào)紙。細(xì)繩穿過大圈與立柱相連。

完成測(cè)試，可以承重10顆彈珠。

【思維升級(jí)】

放彈珠過程中，如果網(wǎng)和立柱的連接斷了，是否可以進(jìn)行修補(bǔ)？

逆時(shí)針方向搓細(xì)繩，可以將它平均分成4根。

如何用回形針固定報(bào)紙和大圈？

【挑戰(zhàn)延伸】

如果把圈換成直徑更小的圈呢，你會(huì)有什么更好的創(chuàng)意嗎？

【分享交流】

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