蜘蛛丝是自然界现存的最强韧的材料之一,现在科学家们已经研究出了蜘蛛丝强韧的秘密,那就是“团结就是力量”。

通过一个固定在褐色隐士蜘蛛(Loxosceles reclusa)网上的原子力显微镜发现,每根丝都由数千纳米链或纳米纤丝平行组成。人们希望这一发现也能帮助人类开发出自己的超强材料。美国弗吉尼亚周威廉玛丽学院的科学家们表示,每条薄薄的纳米链都由蛋白质构成,直径不足百万分之一英寸,比人类的头发还要细成千上万倍。“我们原以为这个纤维会是个单一体,但我们后来却发现蜘蛛丝实际上是一种细小的拧成股的‘线缆’,”研究者之一Hannes Schniepp说到。

蛛丝中的纳米链这个概念在以前就被提到过,但是这是科学家们第一次能够清楚的看到它的工作机制的及其所能达到的程度。研究者们选择褐色隐士蜘蛛进行研究,是因为它的蛛丝是扁平状的而不是圆柱形的。

每个纳米链的长度至少是其宽度的50倍,一旦和该实验团队去年发现的特殊的循环技术联系起来,就会得到一种比钢铁还要强韧五倍的超级材料,“我们相信褐色隐士蜘蛛的丝本质上来自于独特的纳米纤丝,” Schniepp说到。科学家们指出,其它蜘蛛丝的结构与此并不相同,它“专属”于那种在地面上“狩猎”的蜘蛛,虽然单独的纳米链之间的联系非常“脆弱”,但整个网合起来其实是非常强韧的。

棕色隐士蜘蛛。(Stephen Salpukas)

基于他们的发现的蛛丝的结构模型,研究团队希望能制造出像蛛丝这样的材料,长且极细的扁平状的线缆状材料。已经有很多研究试图生产出“人造蛛丝”,从自行车头盔到伤口“创可贴”,而最近的纳米级研究已经被证明非常实用。“研究结果提供了一条关于‘自然界的神奇材料’的有价值的线索,”资助该项研究的美国国家科学基金会的Mohan Srinivasarao说到。“在分子层面了解褐色隐士蜘蛛的蛛丝,不仅能够发现自然界最强韧的材料,还为人类研发其它合成物质指出了一条路径。”

研究已被发表在ACS Macro Letters上。

文章来源:sciencealert