中國科學家以非蛋白製法研獲超強韌人造蜘蛛絲

（觀察者網 訊）

在中國科學家的努力下，人造蜘蛛絲的規模化生產又近了一步。

11月22日，南開大學藥物化學生物學國家重點實驗室、藥學院、功能高分子教育部重點實驗室劉遵峯教授團隊在國際學術期刊《自然·通訊》（影響因子12.19）上發文，稱他們研究出了一種人造蜘蛛絲，這種絲的機械性能與天然蜘蛛絲相當，其強度高、慢回彈、可重複伸縮，在能量耗散和減震方面具有巨大的應用潛力，未來可用於救生、高層逃生繩、直升機懸梯、降落傘繩索等多個領域。

《自然·通訊》網站截圖

據科學網介紹，自然界中的蜘蛛絲具有強大的機械性能，它表現出極高的抗拉強度，與高等級合金鋼相當。在高濕的環境下，蜘蛛絲可伸長5倍，並且伸長後幾乎不反彈、不旋轉。被拉長的蜘蛛絲遇水還會恢復到初始長度，這使它被來襲的獵物撞擊而拉長後，可以自動修復並重新使用。這一切都表明蜘蛛絲具有超強的機械性能組合。

劉遵峯團隊在文章中稱，目前人們已經通過蛋白纖維、超分子水凝膠纖維、碳納米管複合纖維等各種方式成功地複製或是部分複製蜘蛛絲的機械性能，但通過不基於蛋白的方法制備人造蜘蛛絲仍然很困難。

他表示，之所以要研究非蛋白的製備方法，是因為目前基於蛋白的製備方法很難規模化放大。在其團隊看來，非蛋白製備方法之所以遇到困難，可能是因為此前人們在研製人造蜘蛛絲時，很少會考慮到水。而蜘蛛絲作為一種天然的水凝膠纖維，它的形成可能跟水密切相關。

於是，劉遵峯團隊用聚丙烯酸和二氧化硅納米顆粒交聯製出有層級結構的水凝膠纖維，並通過摻雜二價離子和加捻來增強其強度，最後通過控制纖維芯和纖維鞘部分的水分蒸發速率完成材料的自組裝。

據文章介紹，這種人造蜘蛛絲抗拉強度為895MPa，其機械性能與天然蜘蛛絲相當，還具有370 MJ m−3的高韌性和極高的阻尼能力。

科學網稱，這一新材料的研獲讓人們可以大膽想象：當高層建築發生火災等緊急情況時，人們可以使用由“人造蜘蛛絲”製成的繩索實現緩降自救。這根特殊的繩索可以承受人體重量，緩慢拉伸且不會像橡皮筋一樣會回彈。這大大降低了人體或物體下降的速度，從而起到緩衝作用。

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