我科學家研獲超強韌人造蜘蛛絲

科技日報訊 （陳曦 吳軍輝）科幻影片中，超級英雄“蜘蛛俠”穿梭於摩天大廈之間或緩慢降至地面而毫髮無損，全憑神奇的“蜘蛛絲”。如今，這一科學幻想有望走進現實。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使用水凝膠纖維成功製備出了新型超強韌“人造蜘蛛絲”，它強度高、慢回彈、可重複伸縮，未來或將用於高空緩降等多領域。日前，介紹該成果的論文在線發表於國際學術期刊《自然·通訊》上。

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。

“人們已經嘗試用蠶絲蛋白來製作人工蜘蛛絲，並取得了一定的成功，但這種方法很難規模化放大。使用合成方法，製備能模仿蜘蛛絲的上述特性，仍然是一個難題。”劉遵峯説。

經過反覆試驗，劉遵峯團隊採用了一種非常簡單的方法，成功使用水凝膠纖維製備出了“人造蜘蛛絲”。劉遵峯介紹，水凝膠纖維由聚丙烯酸製成，聚丙烯酸具有核—鞘結構，通過摻雜二價離子並加捻，獲得一定的捻度，極大地增加了其強度。這種新材料達到與天然蜘蛛絲幾乎相當的力學性能。

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。這降低了人體或物體下降的速度，從而起到緩衝作用。