蜘蛛网的新特性可用于人造肌肉

众所周知,蜘蛛网是最令人惊奇的天然材料之一。它轻便灵活,但强度如钢,比凯夫拉纤维更硬。最近,科学家发现了另一种奇怪的能力。麻省理工学院的一个研究小组发现,当暴露在一定程度的湿度下时,蜘蛛网会突然收缩和卷曲,使它们适合制造人造肌肉。

来源:Robogeek新闻频道(关于机器人技术的俄罗斯与世界新闻)

众所周知,蜘蛛网是最令人惊奇的天然材料之一。它轻便灵活,但强度如钢,比凯夫拉纤维更硬。最近,科学家发现了另一种奇怪的能力。麻省理工学院的一个研究小组发现,当暴露在一定程度的湿度下时,蜘蛛网会突然收缩和卷曲,使它们适合制造人造肌肉。

为了研究这种对湿度的反应,研究人员在蜘蛛网上悬挂了一个重物作为临时摆,然后增加了室内的湿度。令他们惊讶的是,湿度一达到一定水平,钟摆就开始旋转。

为了弄清楚这种扭曲是如何发生的,该团队在实验室中检查了网络并创建了其分子组成的计算机模型。罪魁祸首原来是氨基酸脯氨酸,它存在于一种名为 MaSp2 的关键蜘蛛网蛋白中。人们发现水分子以不均匀的方式破坏其一些氢键,从而引起旋转运动。

研究小组还发现,旋转仅发生在一个方向,并且在相对湿度达到约 70% 时开始。虽然科学家尚未完全理解为什么蜘蛛需要在潮湿时卷曲的纤维,但它们在机器人和其他设备中有许多有用的应用。

“蜘蛛网具有承受超压缩并根据湿度等外部条件变化而表现出扭曲行为的独特特性,可用于制造可在纳米尺度上精确调节的敏感材料,”安娜说塔拉卡诺娃,该研究的作者。 “潜在的应用范围从软机器人和湿度控制传感器到智能织物和清洁能源发电机。”