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蜘蛛丝能用来做衣服吗?

2017-11-15 10:53  来源: 科普中国-科学原理一点通

在自然界,一说到结网,人们首先会想到蜘蛛。蜘蛛是动物界名副其实的“建筑师”,它们有着精湛的织网技术。蜘蛛织出的网,既是自己的家,也是捕捉食物的得力工具。蜘蛛的耐心也是数一数二的,当有人一而再再而三地恶意破坏蜘蛛网的时候,它们能够耐心地一次次重新结网。

 

牢固的蜘蛛丝

 

蜘蛛网能网住小虫,这是由它的特性决定的。蜘蛛网的黏性和牢固性都很强,且非常有韧性。科学家通过实验证实,扯断蜘蛛丝所用的力比扯断同样粗细的钢丝用的力还要大。蜘蛛丝的拉伸性能堪比橡皮筋,它比 Kevlar(凯夫拉,一种高强度的人造纤维)更加坚韧。假如电影中的蜘蛛侠手里射出的是真正的蜘蛛丝,那么很多虚构的情节其实是有可能完成的。比如,用蜘蛛丝拉住急速行驶的火车。

蜘蛛丝可以在零下60℃仍保持良好的弹性,是最坚韧的天然生物聚合物,而且适应性超强。蜘蛛丝也是名副其实的“生物钢”,它里面含有的防腐物质可以使蜘蛛丝久储不霉。

这么强大的蜘蛛丝,能不能用来缝制衣服呢?科学家仔细分析了蜘蛛丝的成分,发现它和蚕丝很相似,其主要组成物质是动物蛋白质,主要化学成分是甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸等。在富含丙氨酸的蜘蛛丝里,其中有一种氨基酸的排列非常具有方向性,而另一种就有点杂乱无章。氨基酸排列有方向性的蛋白质就是制作蜘蛛丝的原料。借助生物基因工程技术,科学家用它合成出了蜘蛛丝蛋白。

 

用蜘蛛丝制作的斗篷

 

科学家还发现一个有趣的现象:蜘蛛吐丝结网的方式,和维尼纶等纺织工艺有很多相通的地方。液态的蜘蛛丝蛋白质从蜘蛛嘴里吐出来以前,需要经过一根含有特殊细胞的管子。这种特殊细胞能把蛋白质里的水分抽得干干净净。当蛋白质分子失去水分并且变成丝状以后,蛋白质分子之间会相互叠合,连接成链状。这样,蜘蛛丝的强度就大大增加了。由蛋白质分子构成的蜘蛛丝和人体有生物亲和性,能够被微生物分解,吸湿性也很强。所以,用人工合成的蜘蛛丝做出来的衣服,具有柔软舒适、抗击能力强的特点。

据说,在我国古代,云南苦聪人特别擅长用蜘蛛丝做衣服。借助蜘蛛丝自身的黏性,他们把丝粘合起来,就像尼龙一样。他们制作一件衣服需要耗费大量的蜘蛛网,也需要耗费更多的心力和时间。因为现在制作衣服使用布料更经济实惠,所以用蜘蛛丝做衣服这种技艺正面临失传的危险。

蜘蛛丝纤维甚至与强度最高的碳纤维及高强合纤Aramid、Kelve不相上下,而它的韧性明显优于这几种高强度的纤维。所以,科学家正在研究怎样才能充分利用蜘蛛丝的特性做出体验度不一样的衣服。比如,如果用蜘蛛丝制作防弹衣,它的防弹系统会更安全坚固,而且比现在军队使用的普通防弹衣要更加轻便柔软,更符合战场环境。

现在,用蜘蛛丝制作的衣服已经出现。一位英国艺术家收集了来自100多万只马达加斯加岛golden orb雌性蜘蛛的蜘蛛丝,然后用5年时间使用蜘蛛丝纺成一块长3.35米的布,总花费达30万英镑。这件衣服的制作,花费了巨大的精力和金钱,是普通人所承受不了的。也许在科学不断发展的将来,人人都能穿上由蜘蛛丝制成的衣服将不再是梦想。

 

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作者: 科学原理一点通   [责任编辑: 吕芮光]