比钢强,比凯夫拉尔强 - 蜘蛛丝的秘密终于露出

蜘蛛不仅可以旋转网,还可以工程。通过在旋转时拉伸丝绸,蜘蛛在分子水平上加强纤维,对齐蛋白质并形成额外的键以提高耐用性。科学家现在已经使用计算模拟和实验室实验破解了这个秘密,从医疗缝合线[...]

来源:SciTech日报
工程蜘蛛丝纤维的扫描电子显微镜图像。为了验证他们的计算结果,西北大学团队使用光谱技术来检查蛋白质链在工程蜘蛛丝的真实纤维中如何拉伸和排列。图片来源:圣路易斯华盛顿大学

蜘蛛不只是织网——它们还对它们进行设计。通过在旋转时拉伸丝,蜘蛛可以在分子水平上强化纤维,排列蛋白质并形成额外的键,从而提高耐用性。

科学家们现在通过计算模拟和实验室实验破解了这个秘密,为生物工程丝绸的改变游戏规则的应用铺平了道路,从医用缝合线到超强防弹衣。

蜘蛛通过伸展来强化丝

当蜘蛛结网时,它们用后腿从喷丝头拉丝。这种拉动作用不仅能释放丝,还能增强纤维,使纤网更加耐用。

西北大学的一项新研究揭示了为什么伸展运动起着如此重要的作用。研究人员通过计算机模拟发现,当蜘蛛丝伸展时,其蛋白质链会对齐,并且它们之间会形成更多的分子键。这些变化使纤维明显更强韧。

西北大学

工程设计更坚固、用途更广泛的丝绸

为了证实这些发现,研究小组使用工程蜘蛛丝进行了实验室实验。他们的研究结果可以帮助科学家开发先进的丝绸材料,用于多种用途,从可生物降解的手术缝合线到超坚韧的防弹衣。

纳米级
蜘蛛用后腿小心地从喷丝头拉丝,控制织网时的张力。这种拉伸过程有助于排列丝绸的蛋白质,使纤维更坚固、更有弹性。

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