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比蛛絲強(qiáng)度還高70%的人造超強(qiáng)蠶絲

2022-03-21 04:03:12高凌云
現(xiàn)代物理知識(shí) 2022年6期
關(guān)鍵詞:蛛絲天津大學(xué)蠶絲

盡管蛛絲的強(qiáng)度最高,然而蜘蛛因領(lǐng)地性強(qiáng)又好斗而無法養(yǎng)殖。次優(yōu)選擇是將蜘蛛DNA植入蠶的體內(nèi),但這個(gè)過程昂貴且難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?;,F(xiàn)在,天津大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn),通過去除蠶絲外層的粘性,然后手工紡絲,可以使蠶絲強(qiáng)度比蛛絲高出70%,他們將研究論文發(fā)表在10月6日的《物質(zhì)》(Matter)期刊上。

蠶絲歷來用于制作皇室華服,而在今天,以蠶絲為基礎(chǔ)的材料可在生物醫(yī)學(xué)中作為外科縫線和心臟修補(bǔ)網(wǎng)狀織物材料。由于其生物相容性、機(jī)械性能和食物降解性,也被用于組織再生實(shí)驗(yàn)。

蠶絲的生產(chǎn)方式是養(yǎng)蠶,蠶在化繭成蛾的過程中,用柔軟的絲建造棉球一樣的繭。而蛛網(wǎng)的主要結(jié)構(gòu)絲——拖絲,是蜘蛛從高處掉下來時(shí)要用的救生索,所以自然更加結(jié)實(shí)耐用。當(dāng)其他科學(xué)家結(jié)合蜘蛛DNA 制造蠶絲時(shí),天津大學(xué)研究組卻使用普通蠶絲,因?yàn)槠涓撰@得,也好管理。

天然蠶絲纖維由蠶絲膠包裹的纖維芯組成,科學(xué)家們將普通家蠶絲放入一池化學(xué)物質(zhì)中煮熟,以溶解這種膠,同時(shí)最大限度地減少蠶絲蛋白的降解。接著,為了增強(qiáng)紡絲的強(qiáng)度,研究組將蠶絲凝固在金屬和糖的溶液中。

經(jīng)過手工紡絲和拉絲,這些絲比原來的蠶絲更細(xì),幾乎達(dá)到蛛絲大小。研究人員在顯微鏡下觀察后,認(rèn)為其“光滑而堅(jiān)固”,可以承受外力。研究組希望他們的研究能為高性能人造絲綢的工業(yè)生產(chǎn),開辟一條道路。

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