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公司動(dòng)態(tài)

德科學(xué)家破解蜘蛛絲強(qiáng)韌之謎

發(fā)布時(shí)間:2010-5-19

蜘蛛絲是目前已知彈性和韌性zui高的天然纖維,其抗張強(qiáng)度是鐵的5倍,是現(xiàn)有的人造纖維的3倍。那么,蜘蛛如何在短時(shí)間內(nèi),利用存儲(chǔ)在絲腺中的蜘蛛絲蛋白制造出纖長(zhǎng)的、非常穩(wěn)定且彈性很好的蜘蛛絲呢?德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)、拜羅伊特大學(xué)的科學(xué)家在5月13日出版的《自然》雜志上揭示了這個(gè)秘密。

慕尼黑工業(yè)大學(xué)的荷斯特.克斯樂(lè)教授稱(chēng),天然蜘蛛絲的彈性和抗張強(qiáng)度,其可以應(yīng)用于很多領(lǐng)域:從可吸收的手術(shù)縫合材料到自動(dòng)化工業(yè)使用的纖維等。如果解開(kāi)這個(gè)謎題,或許有助于研究人員研發(fā)出穩(wěn)定的人造蜘蛛絲纖維。

蜘蛛絲包含很多蛋白分子,這些蛋白分子是由數(shù)千個(gè)氨基酸組成的長(zhǎng)鏈。X射線結(jié)構(gòu)分析顯示,在蜘蛛絲纖維中的某些區(qū)域,幾個(gè)蛋白長(zhǎng)鏈通過(guò)穩(wěn)定的物理鏈接相互絞合在一起,從而讓蜘蛛絲纖維非常穩(wěn)定;而不發(fā)生鏈接的區(qū)域可以讓蜘蛛絲纖維擁有很高的彈性。

不過(guò),當(dāng)絲蛋白還在蜘蛛的絲腺中時(shí),雖然高密度的絲蛋白被存儲(chǔ)在一個(gè)充滿鹽水的環(huán)境中,但這些絲蛋白長(zhǎng)鏈卻并沒(méi)有發(fā)生簇?fù)砗玩溄?。慕尼黑理工大學(xué)化學(xué)系的湯姆斯.史凱貝解釋道,在絲腺中的存儲(chǔ)環(huán)境下,兩個(gè)長(zhǎng)鏈中相互鏈接的區(qū)域并非平行放置,這樣就有效地阻止了長(zhǎng)鏈的相互絞合。

當(dāng)絲蛋白進(jìn)入紡紗管道,它們遇到了一個(gè)鹽水濃度和組成*不同的環(huán)境,這使得這些蛋白長(zhǎng)鏈會(huì)平行對(duì)齊,讓那些負(fù)責(zé)相互鏈接的區(qū)域“肩并肩”地并排在一起,由此形成了穩(wěn)定的蜘蛛絲。

使用微系統(tǒng)技術(shù),研究人員研發(fā)出了一個(gè)人工的紡紗管道。同時(shí),拜羅伊特大學(xué)的科學(xué)家正在研發(fā)仿生紡紗裝置,希望能夠制造出人工蜘蛛絲。
 

 

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