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          蜘蛛絲高彈性之謎揭開 有助于開發彈性材料

          蜘蛛絲高彈性之謎揭開 有助于開發彈性材料

          2013-03-29 14:43:51

            據物理學家組織網近日報道,美國亞利桑那州立大學的研究團隊通過一種非侵入性激光散射技術,找到一種從完整的蜘蛛絲上獲取各種彈性成分的途徑,未來可用于開發出生產從防彈背心到人工腱的彈性材料。相關研究成果發表在《自然·材料》上。

            這種非侵入性的布里淵光散射技術使用了小于3.5毫瓦的極低功率激光,激光束在經過完整的蜘蛛網后,不會破壞蛛網,研究人員從而能在空間中描繪出每張網的彈性剛度。他們對于包括金紡蜘蛛、北美園蛛、西方黑寡婦和草綠色猞猁蜘蛛在內的4類蛛網進行了研究。

            “蜘蛛絲具有獨一無二的機械強度和彈性,這使得其成為我們所知道的最牢固材料。”這項研究的首席研究員、亞利桑那州立大學化學生物系教授杰弗瑞·亞格爾說,“這項研究代表了我們對于蛛絲潛在的機械性能最完整的理解。”

            從負重上來講,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,但是蛛絲的結構要更加復雜。研究團隊正在研究蛛絲的分子結構,以期獲得生產從防彈背心到人工腱的材料。

            亞格爾解釋說,這個信息應該有助于提供一個豐富的仿生材料工程結構的藍圖,譬如合成纖維的精密材料工程,它可以創造更強大、更具延展性和更多的彈性材料。

            他們還研究了蛛絲獨一無二的“超收縮”性能,即蜘蛛能拖牽蛛絲編織成球體。當暴露于高濕度中,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,通過簡單調整含水量,就可以對蛛絲的機械性能進行調節。

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