比铁还硬的材料有哪些(改变人类的黑科技—蜘蛛丝)

Posted 2023-05-30

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比铁还硬的材料有哪些(改变人类的黑科技—蜘蛛丝)

比钢铁还硬的蜘蛛丝究竟有何妙用呢？有科学家就做了一个实验，他们用二氧化碳将一只雌性的黄金圆蛛麻醉，再将其轻轻的固定住，蛛丝并不跟蜘蛛体内的器官相连接，采集蛛丝就像医生收集病人的唾液那样，不会对蜘蛛造成任何的伤害，腺体分泌的纺丝液遇到空气才能够凝结成丝，一次可以采集30到80米，但是一只蜘蛛一生究竟能抽多少丝，目前尚无定论，采集他到底有什么用呢？我们回到2002年，来自英国的艺术家西蒙皮尔斯和企业家尼古拉斯古德利组建起了一个团队，他们疯狂的开始在世界各地收集一种名为黄金圆蛛的蜘蛛，当时几乎所有人都感到很疑惑，如此大量的收集蜘蛛究竟有何用处呢？直到五年以后，当此事已经渐渐淡出人们的视野时，西蒙皮尔斯带着一件通体金黄，极其奢华气息的披肩出现在人们的眼前，再次掀起了轩然大波，而收集蜘蛛一事的谜底也正式揭晓了，原来这件如此华贵的衣服制作原材料正是来自于120万只黄金圆蛛的蛛丝。得知此消息的美国自然历史博物馆赶紧以迅雷不及掩耳之势将此衣收入了囊中，成为了3600万件展品中的一员。但这并不是使用蜘蛛丝的开端，早在上千年前古人就已经发现蜘蛛丝能够抑制细菌，防止真菌感染的神奇功能，并且呢用来当做治疗伤口的药物。而到了现代，生物材料功能则成为了蜘蛛丝研究的主要部分，甚至有结论说蜘蛛丝是比钢铁更坚韧的材料，这究竟是出于什么原因呢？如此神奇的物质蜘蛛是如何进化而得来的呢？

随风飘荡，一扯就断的蜘蛛丝，居然被科学家认为是比钢铁还坚韧的材料，是他们聪明过了头，还是我们知之甚少呢？这一切的起源还得从1.3亿年前说起。一些蜘蛛在自己的腹部末端进化出了喷丝板，能够将腺体内的原本液体状态的丝绸通过水提取酸和张力的结合，变成最终固体丝的形式，从而拥有了制作复杂图案的能力。在力学强度方面，蜘蛛丝纤维与强度最高的碳纤维强度相接近，具有极强的韧性与可延展性。我们日常生活之所以能够轻易弄断这样坚韧的材料，并不是我们天生神力，只是因为蜘蛛分泌的蛛丝都非常薄而已，每条蛛丝，比人的头发还要细1000倍。假如你不小心落入了一个超大型的蜘蛛网中，或许你就能感受到这种材料的恐怖强度。首先，极具粘性的蛛丝会将你牢牢的粘住，无论你怎样的挣扎都只会适得其反，更多的蛛丝将会缠绕在身上，而且你挣扎产生的震动还会吸引蜘蛛过来，尽管它们视力无比差劲，但是蛛网上任何一点波动都逃不开它们长在脚上的传感器。此时的你如果没有匕首之类的利器，就只能等待着蜘蛛将你包成一个茧，然后分泌消化液将你化为一滩血水。当然，你可以尝试从衣服里面滑出来，或许还有一线生机。幸好我们所处的世界没有能够抓住人类的蜘蛛网，不过你应该知道的是，这些生物控制着自然界昆虫的数量，没有蜘蛛，昆虫的数量会急剧的增加，所有的农业将会受到威胁，小麦、玉米、蔬菜、水果可能都会消失，进而导致全球的粮食危机。当你想要捅破一个蜘蛛网的时候，请你记住这一点。长期以来，科学家一直苦于找不到大量制造蜘蛛丝的方法，却偶然间，在一头羊的身上找到了突破口。

最新的转基因技术，能够吐丝的山羊和植物。这个事情还得从蜘蛛说起，自从蜘蛛丝超强超轻材料的属性被人们发现以来，无论是航天业、材料业还是服装业都开始出现蜘蛛丝的身影，甚至认为以后完全可以替代尼龙、涤纶等诸多被广泛使用的石油合成纤维。但是在此之前，有一个难题却在等待着我们解决，那就是蜘蛛丝产量的问题。仅仅制作一件披肩就需要120万只蜘蛛生产五年，如果按照这种生产速度，未来大规模的普及蜘蛛丝的制品几乎是不可能做到的。于是，生物学家开始转换思路，利用基因改造技术在其他生物上进行生产蜘蛛丝蛋白实验，将转基因实验在山羊身上进行，并且成功生产出富含大量珍蛛蛋白的羊奶，但是结果却是惊人的相似，羊奶中的蛋白质同样是小的可怜，人工生产蛛丝的工作再次举步维艰，直到2018年，一位科学家通过在蜘蛛丝的DNA中添加了一个短基因的序列，促进了蛋白质之间的化学反应，成功的使其进行融合，变成了更大的蛋白质个体。那蛋白质过小这个问题才终于得到了解决，蜘蛛丝制品的普及也开始出现了希望，或许在不远的将来，我们就能穿上用蜘蛛丝制作的衣服，背上用蜘蛛丝编织的包。生物进化的智慧也许是比所有的科学都要巧妙的东西。