據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報(bào)道，美國亞利桑那州立大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過一種非侵入性激光散射技術(shù)，找到一種從完整的蜘蛛絲上獲取各種彈性成分的途徑，未來可用于開發(fā)出生產(chǎn)從防彈背心到人工腱的彈性材料。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然·材料》上。
這種非侵入性的布里淵光散射技術(shù)使用了小于3.5毫瓦的極低功率激光，激光束在經(jīng)過完整的蜘蛛網(wǎng)后，不會破壞蛛網(wǎng)，研究人員從而能在空間中描繪出每張網(wǎng)的彈性剛度。他們對于包括金紡蜘蛛、北美園蛛、西方黑寡婦和草綠色猞猁蜘蛛在內(nèi)的4類蛛網(wǎng)進(jìn)行了研究。
“蜘蛛絲具有獨(dú)一無二的機(jī)械強(qiáng)度和彈性，這使得其成為我們所知道的最牢固材料。”這項(xiàng)研究的首席研究員、亞利桑那州立大學(xué)化學(xué)生物系教授杰弗瑞·亞格爾說，“這項(xiàng)研究代表了我們對于蛛絲潛在的機(jī)械性能最完整的理解。”
從負(fù)重上來講，蜘蛛絲至少是鋼琴線的5倍。蜘蛛絲是一種特殊的生物聚合物，與膠原（組成皮膚和骨頭的材料）相關(guān)，但是蛛絲的結(jié)構(gòu)要更加復(fù)雜。研究團(tuán)隊(duì)正在研究蛛絲的分子結(jié)構(gòu)，以期獲得生產(chǎn)從防彈背心到人工腱的材料。
亞格爾解釋說，這個信息應(yīng)該有助于提供一個豐富的仿生材料工程結(jié)構(gòu)的藍(lán)圖，譬如合成纖維的精密材料工程，它可以創(chuàng)造更強(qiáng)大、更具延展性和更多的彈性材料。
他們還研究了蛛絲獨(dú)一無二的“超收縮”性能，即蜘蛛能拖牽蛛絲編織成球體。當(dāng)暴露于高濕度中，蜘蛛絲還能吸收水分，這種吸水行為能提高蜘蛛絲的收縮能力，因此，通過簡單調(diào)整含水量，就可以對蛛絲的機(jī)械性能進(jìn)行調(diào)節(jié)。