發布日期:2020-11-13 作者: 點擊:
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科學家解釋:為什么細細的蛛絲比鋼還要強5倍!
在你用手撇開蜘蛛網時,你可能想要想象下它的力量,如果是人的模型進行衡量,那根蛛絲的強度足以拉動噴氣式飛機?,F在,科學家們知道這些絲質股線是如何擁有如此強大的力量——通過成千上萬甚至更小的股線粘在一起,然后形成這個生物性質的粘性陷阱。
為了弄清楚蜘蛛絲的強度是鋼的5倍的原因,科學家們用原子力顯微鏡分析了有毒的棕色隱士蜘蛛,其用來制造地面陷阱的蛛絲。經過研究發現,每條蛛絲比人類頭發細1000倍,其實際上是由數千個納米鏈組成,直徑只有千分之二十毫米,就像一根細小的電纜一樣,每根絲纖維完全由平行的納米鏈組成,它們的長度至少為1微米。這可能聽起來不是很長,但在納米尺度上,它至少是這些纖維寬度的50倍 - 研究人員認為它們可以進一步伸展。
之前曾提出過納米纖維構成蜘蛛絲的想法,但直到現在,還沒有證據表明納米鏈包含了絲纖維的整個構成。該團隊的秘密武器是棕色隱士蜘蛛的獨特蛛絲,與大多數蜘蛛不同,它是扁平的蛛絲而不是圓柱形蛛絲,因此更容易在強大的顯微鏡鏡頭下檢查。
這一新發現建立在該團隊去年的一項發現基礎之上,該發現證明了棕色隱士蜘蛛如何通過特殊的循環技術加強其主要絲線(上圖)。蜘蛛配有一個像縫紉機一樣的小型噴絲板,每隔一毫米,就會噴出大約20微圈,這會加強它們的粘性卷軸并防止其坍塌。
研究人員表示,即使所有蜘蛛都沒有扁平的緞帶和環狀技術,他們對棕色隱士絲的研究可能是探索其他物種的纖維狀纖維的窗口。這些研究可以為創造可用于醫學和工程的新材料鋪平道路。但合成蜘蛛絲一直很難創造出來。與此同時,研究人員希望他們的工作將幫助我們揭開自然界最艱難的材料之一。
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