打造超级坚韧的蛛丝

来源 :大科技·科学之谜 | 被引量 : 0次 | 上传用户:azhan
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  法国哲学家卢梭有句名言:“出自造物主之手的东西都是好的,而一到人的手里,就全变坏了。”真是这样吗?至少对于蛛丝不是这么回事。
  我们知道,蛛丝是自然界已知材料中最坚韧的一种。但是通过人工的办法,只要在里面加进金属,还可以让它“好上加好”,韧性提高10倍。
  科学家的这个灵感来自动物。他们很早就发现,某些动物颚、刺和爪上一些富有韧性的组织,其蛋白质结构中含有某些金属。比如,切叶蚁和蝗虫的颚上含有锌,一些海洋节肢动物的钳子上则含有铜。
  那么在蛛丝的蛋白质结构中掺入金属,是否能提高它的韧度呢?为了回答这个问题,德国的一个研究小组利用一种叫“原子层积”的技术,把金属离子注入蛛丝里面。他们尝试了锌、铝、钛,发现所有这些金属都有助于提高蛛丝的韧度。其中,钛把蛛丝韧度提高了10倍,铝提高了9倍,锌提高了5倍。
  研究小组相信,蛛丝加金属后之所以韧度提高,是因为金属离子跟蛛丝的蛋白质结构反应,在蛋白质高分子之间形成了很强的共价键之故。而通常,这些高分子仅以比较弱的氢键相连。
  尽管蛛丝目前还难以大规模生产,因此现在实际应用价值并不大,但科学家相信,在蛛丝上获得成功的这项技术可以应用于其他高分子材料。比如说,未来我们或许能够通过该技术得到超级坚韧的纺织物。
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