談到韌性，大家都知道蛛絲比鋼鐵更強(qiáng)韌，比凱夫拉（一種被廣泛用于制作防彈衣等的復(fù)合材料）更堅(jiān)固。不過，人類仿制的蛛絲一直無法同實(shí)物相媲美。如今，德國的一個(gè)研究小組研制出硬度和蛛絲相同的人造纖維，從而使制造更安全的氣囊成為可能。

圖片來源：Alberto-Ghizzi-Panizza

       此前模仿蛛絲的努力集中在兩類分子上。一類創(chuàng)造堅(jiān)硬的晶體材料，另一類則建立更像凝膠狀的物質(zhì)。晶體懸浮在凝膠中，從而形成大的蛋白。不過，來自德國拜羅伊特大學(xué)的Thomas Scheibel及其同事意識(shí)到，這忽視了兩種有助于將絲狀物排列整齊的較小分子。“它們對(duì)纖維最終的結(jié)構(gòu)和性能并無貢獻(xiàn)，這也是兩者之前被忽視的原因。”Scheibel表示。
 
       該團(tuán)隊(duì)將蜘蛛的造絲基因拼接到大腸桿菌中，使后者得以在酒精和水的混合溶液中產(chǎn)生全部4種分子。隨后，研究人員利用一種被稱為濕法紡絲的方法拉長纖維，從而創(chuàng)造出人造絲。當(dāng)在剛剛形成后便被拉長時(shí)，該纖維最為堅(jiān)固，很像蜘蛛用其后肢開始織網(wǎng)，以便將分子拉長并排列整齊。
 
       得到的材料并沒有像蛛絲那樣強(qiáng)韌，但更加有彈性。這意味著它在不斷裂的情況下無法承受很大壓力，但能被拉伸得更長。“這并不奇怪。”Scheibel介紹說，因?yàn)檎嬲闹虢z由3種具有不同屬性的蛋白制成，而他的團(tuán)隊(duì)只利用了構(gòu)成最具彈性蛋白的基因組。目前，他們正在研制利用全部3種蛋白制成的更高級(jí)人造絲。
 
       與此同時(shí)，現(xiàn)有纖維的韌性使其無法在制作汽車安全氣囊時(shí)得到很好的利用。Scheibel表示，目前由諸如凱夫拉等材料制成的氣囊堅(jiān)韌有余但彈性不足，而人造絲能解決這一問題，前提是該團(tuán)隊(duì)能擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。不過，這或許有點(diǎn)難度。

責(zé)任編輯：溫蕊

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