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2025年01月09日 星期四

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德國研究小組研制出人造纖維 硬度和蜘蛛絲相同

　　蛛絲比鋼鐵更強韌，比凱夫拉(一種被廣泛用于制作防彈衣等的復(fù)合材料)更堅固。不過，人類仿制的蛛絲一直無法同實物相媲美。如今，一個德國研究小組研制出硬度和蛛絲相同的人造纖維，從而使制造更安全的氣囊成為可能。

　　此前模仿蛛絲的努力集中在兩類分子上。一類創(chuàng)造堅硬的晶體材料，另一類則建立更像凝膠狀的物質(zhì)。晶體懸浮在凝膠中，從而形成大的蛋白。不過，來自德國拜羅伊特大學(xué)的Thomas Scheibel及其同事意識到，這忽視了兩種有助于將絲狀物排列整齊的較小分子?！八鼈儗w維最終的結(jié)構(gòu)和性能并無貢獻(xiàn)，這也是兩者之前被忽視的原因?！盨cheibel表示。

　　該團隊將蜘蛛的造絲基因拼接到大腸桿菌中，使后者得以在酒精和水的混合溶液中產(chǎn)生全部4種分子。隨后，研究人員利用一種被稱為濕法紡絲的方法拉長纖維，從而創(chuàng)造出人造絲。當(dāng)在剛剛形成后便被拉長時，該纖維最為堅固，很像蜘蛛用其后肢開始織網(wǎng)，以便將分子拉長并排列整齊。

　　得到的材料并沒有像蛛絲那樣強韌，但更加有彈性。這意味著它在不斷裂的情況下無法承受很大壓力，但能被拉伸得更長?！斑@并不奇怪。”Scheibel介紹說，因為真正的蛛絲由3種具有不同屬性的蛋白制成，而他的團隊只利用了構(gòu)成最具彈性蛋白的基因組。目前，他們正在研制利用全部3種蛋白制成的更高級人造絲。

　　與此同時，現(xiàn)有纖維的韌性使其無法在制作汽車安全氣囊時得到很好的利用。Scheibel表示，目前由諸如凱夫拉等材料制成的氣囊堅韌有余但彈性不足，而人造絲能解決這一問題，前提是該團隊能擴大生產(chǎn)規(guī)模。不過，這或許有點難度。

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