牛津大學動物學系的科學家和弗吉尼亞威廉瑪麗學院應(yīng)用科學系的一個團隊，通過對美國棕色遁蛛的觀察，發(fā)現(xiàn)其絲的獨特的薄且扁特性可能是其較其他蜘蛛絲強度更高的原因。由此啟發(fā)，該團隊通過計算機模擬將該技術(shù)應(yīng)用于合成纖維，測試并證明添加甚至單個的環(huán)即可以顯著增強材料的強度。該發(fā)現(xiàn)為高強度纖維技術(shù)開辟了新領(lǐng)域。

    一個英美合作的新出版物發(fā)現(xiàn)，棕色遁蛛使用獨特的微循環(huán)技術(shù)，使他們的織的網(wǎng)比任何其他蜘蛛都要強。

    作為世界上最可怕且有毒的蜘蛛之一，美國棕色遁蛛長期以它的標志性壞死毒液，以及它的異常高強度的絲聞名于世。現(xiàn)在，新的研究提供了蜘蛛如何使它的絲異常強韌的一個解釋。

    研究人員提出，如果應(yīng)用于合成材料，該技術(shù)可以激發(fā)科學發(fā)展，并改進太空旅行中使用的沖擊吸收結(jié)構(gòu)。

    這項研究由牛津大學動物學系的科學家和弗吉尼亞威廉瑪麗學院應(yīng)用科學系的一個團隊合作，現(xiàn)發(fā)表在“Material Horizons”雜志上。 他們對棕色遁蛛的旋轉(zhuǎn)行為的監(jiān)視顯示了蜘蛛如何以及在什么程度上加強了它所制造的絲。

    通過觀察蜘蛛，團隊發(fā)現(xiàn)，不像其他蜘蛛生產(chǎn)圓形絲帶，棕色遁蛛的絲薄而扁。這種結(jié)構(gòu)差異是絲線強度的關(guān)鍵，提供了防止過早斷裂和承受紡絲過程中產(chǎn)生的結(jié)節(jié)所需的靈活性，使得每股絲線具有更高的強度。

    威廉瑪麗學院的Hannes Schniepp教授解釋說：“可增加強度的環(huán)的理論已經(jīng)被證實，但是向合成纖維添加環(huán)似乎會導致纖維過早失效。觀察的棕色遁蛛提供了突破性的解決方案；其不像所有的蜘蛛，不是圓形的，而是一種薄的納米尺度扁平帶，帶狀形狀增加了防止過早失效所需的靈活性，使得所有微環(huán)可以為股線提供更高的強度。

    通過使用計算機模擬將該技術(shù)應(yīng)用于合成纖維，團隊能夠測試并證明添加甚至單個環(huán)可以顯著增強材料的強度。

    William＆Mary的博士生Sean Koebley補充道：”我們能夠證明，添加一個環(huán)可以顯著提高簡單合成膠帶的韌性。我們受棕色遁蛛啟發(fā)的觀察為纖維技術(shù)開辟了新的領(lǐng)域。

    牛津大學動物學系Fritz Vollrath教授表示：“計算機模擬表明，具有許多環(huán)的纖維比沒有環(huán)的纖維強度更高。例如，碳絲可以是環(huán)狀的，以使它們更韌，并因此允許它們用于新穎的沖擊吸收結(jié)構(gòu)中。一個示例是漂浮在外太空的碳絲的蜘蛛狀網(wǎng)，捕獲危及宇航員生命和衛(wèi)星完整性的漂移的太空碎片。

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責任編輯：劉洋

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