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蜘蛛用來(lái)做網(wǎng)的外圍的拽引絲更是個(gè)驚人的東西，它的抗拉強(qiáng)度相當(dāng)于高級(jí)合金鋼，但密度卻只有它的六分之一。而且延展性特別好，有時(shí)可以拉到原來(lái)的五倍。這種強(qiáng)度與延展性的組合使得蛛絲極為堅(jiān)韌，和新型的碳纖維如Kevlar有的一拼。
蛛絲在科學(xué)界是一種非凡的材料，這種蛋白質(zhì)纖維幾乎比現(xiàn)在人工能制造的材料都更強(qiáng)。
蜘蛛用來(lái)做網(wǎng)的外圍的拽引絲更是個(gè)驚人的東西，它的抗拉強(qiáng)度相當(dāng)于高級(jí)合金鋼，但密度卻只有它的六分之一。而且延展性特別好，有時(shí)可以拉到原來(lái)的五倍。這種強(qiáng)度與延展性的組合使得蛛絲極為堅(jiān)韌，和新型的碳纖維如Kevlar有的一拼。
所以如果能讓蜘蛛絲變得更強(qiáng)大毫無(wú)疑問會(huì)是重大的科學(xué)成就，這就是意大利特倫托大學(xué)的Emiliano Lepore和他的幾個(gè)朋友一起在蜘蛛身上研究的東西。
這些人已經(jīng)想到一個(gè)辦法：把納米管、石墨烯和蛛絲一起融合形成一種超越現(xiàn)存任何材料韌性的新材料。這樣做出來(lái)的材料有幾個(gè)特性，它的斷裂強(qiáng)度（詞條“斷裂強(qiáng)度”由行業(yè)大百科提供）、楊氏模量和彈性模量比測(cè)量過(guò)的任何東西都高。
該團(tuán)隊(duì)利用的辦法比較簡(jiǎn)單，他們用了15只從意大利農(nóng)村收集來(lái)的幽靈蛛科的蜘蛛，放在實(shí)驗(yàn)室里控制養(yǎng)殖，他們把這些蜘蛛的拽引絲收集起來(lái)做參考樣本。
然后，他們開始把石墨烯和納米管融入蛛絲中，辦法簡(jiǎn)單又巧妙——給蜘蛛噴含有這些材料的水。然后再把蜘蛛吐的絲收集起來(lái)測(cè)量其力學(xué)性能。
每一縷絲，他們都把它固定（詞條“固定”由行業(yè)大百科提供）在兩個(gè)C形硬紙板上，然后把它放進(jìn)一個(gè)可以測(cè)量設(shè)備里，它的測(cè)量精確度達(dá)到負(fù)載為15納米牛(nano-newtons)及位移在0.1毫微米。
Lepore及他的同伴測(cè)量的結(jié)果為：“我們測(cè)量到，融合之后的蛛絲斷裂強(qiáng)度達(dá)到了5.4GPa，楊氏模量高達(dá)47.8GPa，彈性模量是2.1GPa。這是一個(gè)纖維最高的彈性模量，比如今的合成高性能纖維還要強(qiáng)。”
這一努力給我們提出了一些有趣的問題。首先，蜘蛛是如何把納米管和石墨烯吸收進(jìn)蛛絲里的并不清楚。他們?cè)噲D用光譜分析法來(lái)證明蛛絲里含有碳材料，但是沒辦法證明究竟是如何融入的。
一種可能性是，在蜘蛛成絲的時(shí)候表面被涂上了一層碳材料。Lepore他們不能排除這種可能性，但又覺得這不可能因?yàn)槿绻沁@樣的結(jié)構(gòu)不會(huì)又他們測(cè)量出來(lái)的這個(gè)結(jié)果。他們認(rèn)為，如果只是在表面加上涂層不會(huì)有明顯的可觀察到的強(qiáng)化效果。
Lepore的團(tuán)隊(duì)說(shuō)，更有可能是蜘蛛攝入了含有碳材料的水之后把它們吸收進(jìn)去了，在肚子里成絲時(shí)就把它們?nèi)谌肓酥虢z里面。因此，石墨烯和納米管進(jìn)入了每個(gè)蛛絲纖維的中部，在那里它們對(duì)纖維強(qiáng)度的影響最大。他們甚至自己模擬了碳纖維在中間的蛛絲分子結(jié)構(gòu)，并說(shuō)模擬品的力學(xué)性能與實(shí)驗(yàn)得出的成品符合。
不過(guò)蛛絲作為材料的利用在未來(lái)還存在著挑戰(zhàn)。至今還沒人發(fā)現(xiàn)收獲蛛絲的有效辦法，不過(guò)有人做過(guò)嘗試。如果未來(lái)能開研究出大規(guī)模采集蛛絲的手段，并將其在工業(yè)發(fā)展就有可能廣泛用于組織修復(fù)及服裝設(shè)計(jì)。
這并不是第一次有科研人員試圖修改蛛絲的結(jié)構(gòu)，之前曾經(jīng)有各種團(tuán)隊(duì)把蛛絲放到適當(dāng)?shù)恼羝性谥虢z里加入金屬元素，雖然這樣也大大增加了蛛絲的強(qiáng)度和柔韌性，但是效果沒有Lepore的好。
Lepore的團(tuán)隊(duì)此次的結(jié)果給學(xué)界帶來(lái)了非凡的影響，蛛絲本身就有特殊性能，那是經(jīng)過(guò)4億年進(jìn)化得來(lái)的結(jié)果，而Lepore在此基礎(chǔ)上又做了這么大的改進(jìn)顯然會(huì)給學(xué)者一點(diǎn)啟示。這次采用的技術(shù)啟示非常簡(jiǎn)單，而這也表明或許類似的辦法對(duì)其他生物也可行。他們說(shuō)：“這種加強(qiáng)辦法也能在其他動(dòng)植物中應(yīng)用，產(chǎn)生一種新的仿生材料。
