剑桥帮你成为蜘蛛侠

科学传播网 2017-07-14 作者：肖攀峰

　　据剑桥大学消息，该校一个由建筑学家和化学家等人组成的研究团队日前成功设计出一种高弹性、超强韧、绿色环保的纤维材料，质量可以媲美天然蛛丝。

　　蛛网上的水滴

　　这种人造蛛丝是从一种含水98%的凝胶材料中拉丝而成，能在常温下生产，不使用有毒溶剂，像蹦极绳一样具备能吸收大量能量的高阻尼特性，可以用来制造特种织物、传感元件等。装备上这种蛛丝，你就是现实中的蜘蛛侠了。据科学传播网小编了解，相关研究成果已发表在最新一期的《美国科学院学报》上。

　　人造蛛丝的研究成果发表在PNAS上

　　用来纺丝的凝胶材料含有98%的水，2%的二氧化硅和纤维素，后两者被一种叫瓜环的桶状分子拷在一起，并进一步与其他分子形成复杂网状结构，这也是为什么这种纤维能如此强韧和富有弹性的原因。

　　人造蛛丝的合成新路线（注意其网状结构）

　　天然蛛丝的结构（也是网状结构）

　　这种生产人造蛛丝的新方法不仅改进了合成人造蛛丝的工艺（旧生产工艺的能耗很高，而且需要使用剧毒的溶剂），而且也为其他人造合成纤维的生产工艺改进提供了借鉴。研究人员用纺丝的方法将凝胶抽成仅有几微米粗细的长丝，经过30秒等水分完全挥发后，长丝中就只留下了高韧性、高弹性的纤维——人造蛛丝。这种人造蛛丝的抗拉强度在100兆帕至150兆帕之间，虽然仍比不上最强韧的天然蛛丝，但是这种通过低能耗、无毒环保的方法制备的人工蛛丝的强度已经超过了粘胶纤维、人造丝等合成纤维，以及人和动物的毛发等天然纤维。