蜘蛛丝
神奇的蜘蛛丝为何它如此坚固
神奇的蜘蛛丝为何它如此坚固蜘蛛丝是一种非常神奇的材料，它具有出色的韧性和强度，被认为是自然界中最坚固的材料之一。
蜘蛛丝的坚固性源于其特殊的结构和化学成分。
本文将探讨蜘蛛丝为何如此坚固，并介绍一些关于蜘蛛丝的有趣事实。
一、蜘蛛丝的结构蜘蛛丝的结构是其坚固性的关键。
蜘蛛丝由蛋白质分子组成，这些蛋白质分子排列成纳米级的晶体结构。
这种结构使得蜘蛛丝具有高度的有序性和规则性，从而增强了其强度和韧性。
蜘蛛丝的结构可以分为两种类型：刚性结构和弹性结构。
刚性结构主要存在于蜘蛛丝的外层，它们具有高度的有序性和规则性，使得蜘蛛丝具有较高的强度。
而弹性结构主要存在于蜘蛛丝的内层，它们具有较高的柔韧性和延展性，使得蜘蛛丝具有较高的韧性。
二、蜘蛛丝的化学成分蜘蛛丝的化学成分也对其坚固性起到了重要作用。
蜘蛛丝主要由蛋白质组成，其中最重要的成分是一种叫做“蜘蛛丝蛋白”的蛋白质。
蜘蛛丝蛋白具有特殊的氨基酸序列，这种序列使得蜘蛛丝蛋白具有高度的有序性和规则性，从而增强了蜘蛛丝的强度和韧性。
此外，蜘蛛丝中还含有一些其他的化学成分，如甘氨酸、丝氨酸和酪氨酸等。
这些化学成分在蜘蛛丝的结构和性能中起到了重要的作用。
例如，甘氨酸可以增强蜘蛛丝的柔韧性和延展性，丝氨酸可以增强蜘蛛丝的强度和韧性，酪氨酸可以增强蜘蛛丝的抗紫外线能力。
三、蜘蛛丝的制造过程蜘蛛丝的制造过程也对其坚固性起到了重要作用。
蜘蛛丝是由蜘蛛的腺体分泌出来的，然后通过蜘蛛的腹部的喷射器喷射出来。
在喷射出来的瞬间，蜘蛛丝会迅速凝固并形成纤维状的结构。
蜘蛛丝的制造过程非常复杂，涉及到多个步骤和多个腺体的协同作用。
蜘蛛丝的制造过程中，蜘蛛会调节腺体的分泌速度和喷射速度，以控制蜘蛛丝的结构和性能。
这种精密的调节机制使得蜘蛛丝具有出色的坚固性和适应性。
四、蜘蛛丝的应用蜘蛛丝的坚固性和适应性使得它具有广泛的应用前景。
目前，科学家们已经成功地从蜘蛛身上提取蜘蛛丝，并利用其制造出了各种各样的产品。
蜘蛛丝的强度和用途
蜘蛛丝的强度和用途蜘蛛丝是一种天然纤维，由蜘蛛的腺体分泌而出。
它具有出色的强度和韧性，被认为是自然界中最坚韧的材料之一。
蜘蛛丝的强度和用途引起了科学家们的广泛关注和研究。
本文将探讨蜘蛛丝的强度特点以及其在不同领域的用途。
蜘蛛丝的强度是其最显著的特点之一。
根据科学研究，蜘蛛丝的强度比钢的强度还要高。
例如，金丝蛛的丝线强度可以达到每直径单位面积1.3 GPa，而钢的强度通常在0.5-1.2 GPa之间。
这种超强的强度使得蜘蛛丝在许多领域具有广泛的应用前景。
首先，蜘蛛丝在材料科学领域有着广泛的应用。
由于其出色的强度和韧性，蜘蛛丝被认为是一种理想的材料，可以用于制造高强度的纤维和复合材料。
科学家们已经成功地将蜘蛛丝与其他材料结合，制造出具有超强强度和韧性的复合材料。
这些复合材料可以应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域，提高产品的性能和安全性。
其次，蜘蛛丝在医学领域也有着重要的应用价值。
蜘蛛丝具有良好的生物相容性和生物降解性，可以用于制造可吸收的缝合线和修复材料。
相比传统的缝合线，蜘蛛丝缝合线具有更好的强度和韧性，可以减少手术创伤和促进伤口愈合。
此外，蜘蛛丝还可以用于制造人工血管、人工皮肤等医疗器械，为医学领域的发展提供新的可能性。
此外，蜘蛛丝还在纺织和服装领域有着广泛的应用。
蜘蛛丝具有良好的柔软性和透气性，可以制造出舒适、透气的纺织品。
一些科技公司已经开始研发蜘蛛丝纺织品，用于制造高端运动服装、户外装备等产品。
蜘蛛丝纺织品不仅具有出色的性能，还具有环保的特点，可以替代传统的合成纤维，减少对环境的影响。
此外，蜘蛛丝还在生物工程和能源领域有着潜在的应用前景。
科学家们已经成功地利用蜘蛛丝制造出高效的太阳能电池和储能器件。
蜘蛛丝的导电性和光学性能使其成为一种理想的材料，可以用于制造新型的能源设备。
此外，蜘蛛丝还可以用于生物传感器和生物芯片的制造，为生物医学和生物工程领域的研究提供新的工具和方法。
综上所述，蜘蛛丝具有出色的强度和韧性，被广泛应用于材料科学、医学、纺织和服装、生物工程和能源等领域。
哪种蜘蛛的丝有毒
哪种蜘蛛的丝有毒蜘蛛是一类常见的节肢动物，它们以捕食昆虫为生，而蜘蛛的丝是其捕食和生活的重要工具。
不同种类的蜘蛛丝在结构和功能上存在差异，而且某些蜘蛛的丝具有毒性。
本文将探讨哪种蜘蛛的丝具有毒性，并对其毒性及相关研究进行介绍。
蜘蛛的丝是由蛋白质组成的，它们通过腺体分泌、固化和排出体外形成。
蜘蛛丝的主要功能包括网捕、结网、移动、交配和雏虫孵化等。
根据结构和用途的不同，蜘蛛丝可以分为多种类型，例如黏网丝、构筑丝、支撑丝、攫丝等。
在众多蜘蛛种类中，有些蜘蛛的丝具有毒性。
其中最为著名的就是黑寡妇蜘蛛（Latrodectus），它们的丝中含有一种名为拉托多克汀（Latrotoxin）的神经毒素。
拉托多克汀是一种高度危险的神经毒素，可以引起人类和其他哺乳动物的严重中毒反应。
黑寡妇蜘蛛的主要特点是雌性蜘蛛具有明显的红腹部斑点，并且只有雌性蜘蛛的毒性对人类具有威胁。
除了黑寡妇蜘蛛，其他一些蜘蛛的丝也可能具有一定的毒性。
例如，狼蛛（Lycosidae）的丝中可能含有一种具有神经毒性的蛋白质成分，对昆虫具有致命作用。
此外，一些猛虎蛛（Sicarius）和漏斗网蜘蛛（Agelenidae）的丝中也发现有潜在的毒性物质。
要了解蜘蛛丝的毒性，科学家们进行了广泛的研究。
他们通过分离提取蜘蛛丝中的毒素成分，并进行毒性实验和分析，从而揭示了不同蜘蛛的丝中毒素的类型和机制。
此外，科学家还运用先进的技术手段，如基因编辑和蛋白质组学，探索蜘蛛丝毒素的进化和多样性。
蜘蛛丝具有毒性的原因可以归结为进化的需要。
作为捕食者，蜘蛛通过毒性丝捕获猎物，并能有效地防御敌害。
然而，并非所有蜘蛛都具有毒性丝，这与蜘蛛种类、环境和食物等因素有关。
在日常生活中，遇到蜘蛛时应保持冷静，避免触摸未知的蜘蛛种类。
尽管大多数蜘蛛的叮咬对人类并不致命，但某些具有毒性的蜘蛛如黑寡妇蜘蛛的叮咬可能会对人体造成严重危害。
如果觉得受到蜘蛛叮咬，应尽快就医，并告知医生蜘蛛的种类，以便采取相应的救治措施。
蜘蛛丝在工业制造中的应用技术
蜘蛛丝在工业制造中的应用技术蜘蛛丝是一种天然材料，具有出色的强度和韧性，被广泛应用于工业制造领域。
本文将介绍蜘蛛丝在纺织、医疗、航空航天和材料科学领域的应用技术。
一、蜘蛛丝在纺织领域的应用技术1. 高强度纤维制造：蜘蛛丝是一种具有超强强度的纤维材料，可以替代传统的合成纤维。
目前，科学家已成功把蜘蛛丝基因导入绵蚕或大肠杆菌等生物体内，利用生物技术制造出大量蜘蛛丝纤维。
2. 织物增强：将蜘蛛丝添加到纺织品中，可以显著提高纺织品的强度和耐磨性。
蜘蛛丝纤维可以与丝绸、棉织品等其他材料结合，增强织物的性能。
3. 纺线技术改进：蜘蛛丝是一种非常细且柔软的材料，传统的纺织技术无法直接纺制。
研究人员通过改进纺线技术，成功地将蜘蛛丝纤维转变为可用于纺织的线材。
二、蜘蛛丝在医疗领域的应用技术1. 生物材料：蜘蛛丝具有良好的生物相容性和生物降解性，可以被用作医疗器械和植入材料。
蜘蛛丝纤维可以制成缝合线、人工皮肤等医疗器械，用于外科手术和伤口愈合。
2. 药物传递系统：科学家利用蜘蛛丝的结构特性，开发出一种新型的药物传递系统。
药物可以被包裹在蜘蛛丝纤维内，通过控制纤维的解析速度，实现持续释放药物的效果。
三、蜘蛛丝在航空航天领域的应用技术1. 轻质高强材料：蜘蛛丝的强度与重量比是许多工程材料难以比拟的。
在航空航天领域，利用蜘蛛丝可以制造出轻质高强的材料，用于制作飞行器的结构件和支撑结构。
2. 防护装备：蜘蛛丝的高强度和高韧性使其成为一种优秀的防护材料。
蜘蛛丝纤维可以用于制作防弹衣、防护面具等装备，为航空航天人员提供更好的安全保护。
四、蜘蛛丝在材料科学领域的应用技术1. 生物仿生材料：蜘蛛丝具有独特的力学性能和结构特征，可以作为生物仿生材料的研究对象。
通过研究蜘蛛丝的结构和制造工艺，可以为人造纤维、高性能复合材料等领域提供新的启示。
2. 纳米技术应用：蜘蛛丝具有纳米级的细小结构，其纤维直径约为几十到几百纳米。
借助纳米技术，研究人员可以改变蜘蛛丝的性质和形态，进一步扩展其在材料科学领域的应用。
为什么蜘蛛丝如此坚韧
为什么蜘蛛丝如此坚韧
蜘蛛丝是一种著名的天然纤维，因其坚韧性、柔韧性和轻巧性而备受瞩目。
许多研究者花费了大量的时间和精力探究蜘蛛丝的奥秘，其中某些研究即将开拓全新的纤维应用领域。
蜘蛛丝的制备
蜘蛛丝是由蜘蛛腺体内分泌蛋白而生成的。
蜘蛛腺体有许多不同类型，每一种都分泌不同种类的蛋白质。
通过“线腺”（源自后肠），蛋白质被拉伸成纤维，并在空气中自然凝结而成。
蜘蛛纤维的强度和韧性
蜘蛛丝的坚韧性传统上归功于其强度和柔韧性。
据说，蜘蛛丝的强度是钢的倍数。
这种韧性来自于其纤维结构。
类似于绷带的构造, 蜘蛛纤维是由许多细微的纤维束交织在一起的, 多层次的结构加强了其强度和刚性, 使其能够经受住大量的压力和拉伸。
蜘蛛丝的应用
考虑到其显著的机械特性, 蜘蛛丝被认为适用于人类环境中的各种应用领域。
如果科学家们能够开发出切实可行的方法，通过大量产生蜘蛛丝，就有可能在未来的建筑和工程中使用。
例如, 一些研究人员正在探索如何利用蜘蛛丝构建更坚固的建筑材料，可能会替代传统的钢铁框架。
除了建筑领域, 蜘蛛丝的应用领域还包括生物和医疗领域, 电子设备, 空气净化器, 防弹衣和体育设备等。
在医疗领域, 使用蜘蛛丝可能最大程度地减少其他材料对人体的负面影响, 特别是对于需要在人体内留置器具的患者。
结论
有证据表明，蜘蛛丝的性能可能比许多传统材料更出色，并具有许多应用领域的潜在可能性。
尽管蜘蛛丝的研究仍处于早期阶段，但科学家有望在未来开发出大规模生产蜘蛛丝的方法。
这将有助于推动大规模制造和商业化的发展，将蜘蛛丝和其它材料混合，用于许多不同类型的项目和应用。
科普趣事揭秘蜘蛛丝的奇妙力量
科普趣事揭秘蜘蛛丝的奇妙力量蜘蛛丝是一种非常神奇的材料，它具有出色的强韧性和粘附性能。
许多人不禁好奇，蜘蛛丝是如何具备如此奇妙的力量呢？本文将为大家揭秘蜘蛛丝的奇妙力量，并深入探讨其在科学和工程领域的应用。
一、蜘蛛丝的组成蜘蛛丝是由蛋白质构成的，这些蛋白质被称为“蜘蛛丝蛋白”。
蜘蛛丝蛋白的结构非常特殊，由一系列重复的氨基酸组成。
根据不同的蜘蛛种类和用途，蜘蛛丝蛋白的结构也会有所不同。
二、蜘蛛丝的强韧性蜘蛛丝的强韧性是其最显著的特点之一。
研究发现，蜘蛛丝的拉伸强度比钢还要高，而且它还具有良好的韧性和柔韧性。
这是因为蜘蛛丝的分子结构呈现出一种类似于螺旋形的排列方式，使得其能够承受较大的外力而不断延伸。
蜘蛛丝的强韧性来自于蛋白质分子之间的相互作用。
蛋白质链之间通过氢键、静电力和范德华力等相互作用力紧密地连接在一起，形成了强大的结构网络。
这种结构网络能够有效地分散外部力，使蜘蛛丝具有出色的强度。
三、蜘蛛丝的粘附性除了强韧性，蜘蛛丝还具有极强的粘附性能。
这使得蜘蛛能够用丝在不同的表面上爬行，而无需担心掉落。
蜘蛛丝的粘附性来自于其中的一种蛋白质——粘蛋白。
粘蛋白能够产生极强的黏附力，使得蛛丝能够牢固地附着在各种不同的表面上。
此外，蜘蛛丝的表面形状也对其粘附性能起到重要的作用。
蜘蛛丝表面呈现出许多微观的纳米和亚微观级别的结构，这些结构提供了更大的表面积，增加了粘附力。
四、蜘蛛丝的应用蜘蛛丝的强韧性和粘附性能使之具有广泛的应用前景。
科学家们正积极研究蜘蛛丝在材料科学、生物医学和工程领域的潜在应用。
在材料科学方面，蜘蛛丝被视为一种理想的仿生材料。
许多科学家试图模仿蜘蛛丝的结构和性能，研发出具备同样强韧性和粘附性的合成材料。
这些仿生材料可以应用于制造高性能的纤维、高强度的复合材料和可降解的医用材料等。
在生物医学领域，蜘蛛丝也有着重要的应用。
蜘蛛丝蛋白具有良好的生物相容性，能够与生物体组织相互作用而不产生排异反应。
因此，蜘蛛丝蛋白可以用于制备生物医学材料、人工血管和修复组织等。
蜘蛛的丝是什么原理
蜘蛛的丝是什么原理
蜘蛛丝主要由蛛丝蛋白组成,它是在蜘蛛体内特化的丝腺中合成并分泌出来的。
蜘蛛丝形成的基本原理如下:
1. 丝蛋白的合成
蜘蛛体内有专门合成丝蛋白的丝腺,丝蛋白是一种含有许多氨基酸的蛋白质。
丝腺细胞内有丝氨酸合酶,可以催化合成丝蛋白分子。
2. 丝蛋白的储存
合成后的丝蛋白被储存在丝腺中,而且丝蛋白分子之间通过离子交互作用汇聚成微晶状态,待分泌时使用。
3. 丝液的形成
当蜘蛛需要造网或吐丝时,丝腺会从储存的丝蛋白微晶中抽取丝蛋白分子,溶解在腺液中生成丝液。
4. 凝固和拉伸
丝液被压出丝腺的细孔,接触空气后丝蛋白分子中的氨基与羧基发生化学反应,丝
液快速凝固形成固体丝线。
这时蜘蛛用足齿不断拉伸丝线,使分子排列更加紧密。
5. 结晶孕育
经拉伸的丝线中,丝蛋白分子发生范德华力互相吸引,形成稳定的Beta折叠结构,大大提高丝线的机械强度。
6. 重复制丝
蜘蛛可以不断制丝、拉伸和固化,反复spinneret出连续的蛛丝,进行造网活动。
综上,蜘蛛丝的生成是丝蛋白合成、储存和凝固的复杂生物过程,其分子结构赋予了蜘蛛丝独特的性能。
蜘蛛丝的坚韧探索蜘蛛丝的强度与韧性
蜘蛛丝的坚韧探索蜘蛛丝的强度与韧性蜘蛛丝的坚韧探索蜘蛛丝的强度与韧性蜘蛛丝是一种异常坚韧的物质，拥有令人惊叹的强度和韧性。
在科学界，对于蜘蛛丝的研究一直是一个备受关注的课题。
本文将深入探索蜘蛛丝的坚韧特性，探讨其强度与韧性的来源。
一、蜘蛛丝的物理结构和成分蜘蛛丝是由蜘蛛的腺体分泌而成，经过旋转和拉伸形成纤维状的物质。
蜘蛛丝的物理结构非常精细，由蛋白质组成。
不同种类的蜘蛛丝具有不同的成分和结构，导致了它们的强度和韧性差异。
二、蜘蛛丝的强度来源蜘蛛丝的强度来自于其独特的分子结构和晶体排列。
蜘蛛丝的分子链具有高度排列的有序结构，这使得蜘蛛丝具有较高的拉伸强度。
此外，一些研究还发现，蜘蛛丝中存在纳米级别的晶体，在力学性能方面起到了关键作用。
三、蜘蛛丝的韧性来源蜘蛛丝的韧性是指其在承受外力时能够保持相对稳定的形态而不断伸缩。
蜘蛛丝之所以具有出色的韧性，与其特殊的结构和分子间相互作用有关。
蜘蛛丝中的蛋白质分子链呈螺旋状排列，这导致了蜘蛛丝的柔软性和可伸展性，使其能够承受较大的变形。
四、蜘蛛丝的应用价值蜘蛛丝的独特特性使其具有广泛的应用前景。
科学家们研究蜘蛛丝的目的之一是为了开发高强度和高韧性的材料。
目前，已经有一些尝试利用蜘蛛丝制造纺织品、建筑材料和医疗器械等。
蜘蛛丝纤维的研发有望在材料科学领域带来革命性的突破。
五、蜘蛛丝研究的挑战尽管蜘蛛丝具有卓越的特性，但其研究仍然面临着一些挑战。
首先，蜘蛛丝的采集和提取相对复杂，成本较高。
其次，蜘蛛丝的分子结构和制备过程仍然不完全清楚，需要进一步深入研究。
此外，蜘蛛丝的应用还面临着规模化生产和市场推广的问题。
六、未来展望未来，随着对蜘蛛丝研究水平的提高和技术的发展，我们有望更好地理解蜘蛛丝的特性，并将其应用于更广泛的领域。
通过深入了解蜘蛛丝的制备和力学性能，我们或许能够开发出更加先进的材料，以满足人类对高性能材料的需求。
总结：蜘蛛丝的强度与韧性源于其独特的分子结构和晶体排列。
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第三节蜘蛛丝蜘蛛丝是一种天然高分子蛋白纤维和生物材料。
纤维具有很高的强度、弹性、伸长、韧性及抗断裂性，同时还具有质轻、抗紫外线、比重小、耐低温的特点，是其它纤维所不能比拟的。
纤维初始模量高、断裂功大、韧性强，是加工特种纺织品的首选原料。
蜘蛛丝由蛋白质组成，是一种可生物降解且无污染的纤维。
蜘蛛丝纺织品的生产可追溯至18世纪，最具代表性的是1710年巴黎科学院展出的蜘蛛丝长统袜和手套，这是人类历史上第一双用蜘蛛丝织成的长统袜与手套；1864年美国制作了另外一双薄蛛丝长统袜，所用的蛛丝是从500个蜘蛛喷丝头中抽取出来的，这种长统袜由于太薄而不能穿；1900年巴黎世界博览会上展示了用2.5万只蜘蛛吐出的9.14万米长的丝织成的一块长16.46m、宽0.46m 的布，该产品花费太高，没有带来商业利润。
到1997年初，美国生物学家安妮·穆尔发现，在美国南部有一种被称为“黑寡妇”的蜘蛛，它吐出的丝比现在所知道的任何蜘蛛丝的强度都高。
蜘蛛丝特殊的结构和性能已引起世界各国的关注，并在纺织、医疗卫生和军事领域产生了极其重要的影响。
目前，国内外许多科学家已通过基因工程将蜘蛛的基因移植到其它动植物体内，从而使蜘蛛丝纤维实现工业化生产的梦想成为现实。
一、蜘蛛丝的组成蜘蛛丝产生于蜘蛛体内特殊的分泌腺，这些分泌腺因蜘蛛的种类不同而各异。
到目前为止，生物学家共发现了7种类型的分泌腺，常见的有葡萄腺、梨状腺、壶状腺、叶状腺、集合腺等。
蜘蛛的种类繁多，会吐丝结网的大约有2万多种。
按吐丝种类的多少，蜘蛛可分为古蛛亚目、原蛛亚目和新蛛亚目。
古蛛亚目的蜘蛛只能吐出一种丝；原蛛亚目的蜘蛛可吐出3种丝；新蛛亚目的蜘蛛可吐出7种丝。
一般来说，新蛛亚目所有的蜘蛛都会有7种丝腺，各种丝腺分别能吐出不同性质的蜘蛛丝(见表1-6)。
蜘蛛丝的主要成份是蛋白质，其基本组成单元为氨基酸。
蜘蛛丝中含17种左右的氨基酸，各种氨基酸的含量因蜘蛛的种类不同而存有一定的差异。
蜘蛛丝中含量最高的7种氨基酸的总和约占其总量的90%，它们分别为甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸、丝氨酸、亮氨酸和精氨酸(见表1-7)。
表1-6 圆蛛族7种丝腺吐丝及其性质表1-7 不同种类蜘蛛丝的主要氨基酸组成（%）氨基酸(主壶腹腺)十字圆蛛 大腹圆蛛 络新妇蛛 甘氨酸41.30 35.30 48.69 丙氨酸18.30 17.88 24.85 谷氨酸11.86 12.73 10.49 脯氨酸9.55 12.68 2.15 丝氨酸4.74 4.90 2.11 亮氨酸1.76 1.352.63 精氨酸 0.49 1.55 1.94蜘蛛的种类很多，不同蜘蛛丝的氨基酸组成差异很大。
目前，对蜘蛛产生的各种丝的组成和结构仅有有限的信息和数据，大多数的研究是关于络新妇属蜘蛛(Nephlia clavipe)腹状腺纺出的蜘蛛丝，又称为蜘蛛的牵引丝(dragline)。
与蚕丝一样，蜘蛛丝的主要成分是一种叫做蜘蛛素的特殊蛋白质，其成分与蚕丝中的丝蛋白相似。
这种蛋白质内合有大量的丙氨酸(约占25%)和甘氨酸(约占40%)。
研究发现，含丙氨酸的蛋白分子排列成紧密的折皱结构，呈晶体状，是造成蜘蛛丝异常坚固的原因；而含甘氨酸的蛋白分子的排列却显得杂乱无章，从而使得蜘蛛丝有极好的弹性和扩张性，这就是蜘蛛丝既坚又韧的原因。
二、蜘蛛丝纤维的结构（一）蜘蛛丝的形态蜘蛛丝呈金黄色，具有透明外观，在超倍电子显微镜下，看起来与蚕丝很相似。
它的超分子结构是由原纤组成，而原纤由120nm 的微原纤组成，微原纤则是由蜘蛛丝蛋白构成的高分子化合物。
蜘蛛丝的形态结构见图1-3。
纤维的横截面呈圆形或接近圆形，表面没有水溶性物质和丝胶；纵向形态有明显的收缩，丝中央有一道凹痕。
蜘蛛丝在水中有较大的溶胀性，截面会发生膨胀而径向则会发丝腺名丝种类 功能与性质 大囊状腺牵引丝 蜘蛛用于悬挂自身,强度最大 放射状丝 无粘性,作为从网心向外辐射 框丝 有粘性,作为网外框与树身相连 小囊状腺牵引丝框丝 葡萄状腺捕获丝 猎物触网后,用于缠绕、捕获猎物 管状腺卵茧丝 用于织造产褥,形成卵茧 鞭毛状腺横丝 即螺旋丝,在纵丝中间相连,弹性大、粘性强,可以粘附猎物 梨状腺附着盘 集合状腺 横丝表面的粘性物质生明显的收缩。
蜘蛛丝是单丝，直径只有几微米，物理密度接近羊毛。
蜘蛛的腺液离开蜘蛛体后，会立刻成为固体，形成一种蛋白质丝，固化后的蜘蛛丝不溶于水，并具有其他纤维无法比拟的性能。
(a)横截面形态结构(b)纵向表面形态图1-3 蜘蛛丝的形态结构蜘蛛丝具有皮芯层结构，皮层和芯层可能是由两种不同的蛋白质组成的，皮芯层分子排列的稳定性也不同，皮层蛋白的结构更稳定。
蜘蛛丝的皮层和芯层是由腺体的2个不同区域组成的，皮层液状蛋白为六角形的柱状液晶，液晶状的皮层在外力的作用下，容易取向排列，且皮层凝固速度高于芯层，所以皮层拉伸效果比芯层好，同时皮层分子排列的规整程度高于芯层，因此皮层化内层致密，对纤维有很好的保护作用，这使蜘蛛丝能表现出较高的强度和韧性。
蜘蛛丝纤维在外力作用下分子链会逐渐伸直，致密的皮层能使纤维的断裂有一个缓冲过程，同时在外力继续作用下，芯层的原纤和原纤内的分子链能够沿着外力作用方向取向、重排和形成新的结合，所以皮层这种致密结构使得拉伸过程中纤维的各部分都能够被有效利用，这也是蜘蛛丝断裂伸长大的主要原因。
（二）蜘蛛丝的微观结构蜘蛛的蛋白质分子构象为β-折叠链，分子链沿着纤维轴线的方向呈反平行排列，相互间以氢键结合，形成曲折的栅片，其多肽链排列整齐、密集形成结晶区。
尺寸为2 nm×5 nm×7 nm的纳米微晶体，占蜘蛛丝纤维总质量的10%左右，它是分散在蜘蛛丝无定形蛋白质基质中的增强材料。
由于蜘蛛丝的晶粒如此之小，以至于纤维在外界拉力作用下随着类似于橡胶的无定形区域的取向增加，蜘蛛丝晶体的取向度也随之增加。
当纤维拉伸度为10%时，纤维结晶度不变，结晶体的取向增加，横向晶体尺寸(即垂直于纤维轴向)有所减少，这是任何合成纤维的结构随拉伸形变无法实现的特性。
蜘蛛丝的微观结构模型可以这样描述：由柔韧的蛋白质分子链组成无定型区，再由一定硬度的棒状微粒晶体起增强作用。
这些晶体由疏水性的聚丙氨酸排列的β-折叠片层组成，折叠片层中分子在氢键作用下相互平行排列。
另一方面，甘氨酸富集的聚肽链组成了蜘蛛丝蛋白中的无定形区，无定形区内的聚肽链间通过氢键交联，构成了类似橡胶分子的网状结构。
由蜘蛛丝的结构模型可以看出，由于结晶区内多肽链分子间的氢键作用，分子间作用力很大；而沿着纤维轴线方向排列的晶区结构又使外力作用时有更多的小晶区能承受外力作用，这是使得蜘蛛丝具有很高的强度的原因。
同时，由于蜘蛛丝的结晶度为10%~15%，比蚕丝(50%~60%)小得多，而非结晶区则比蚕丝大得多。
因此，可以认为蜘蛛丝具有良好弹性的主要原因是非结晶区的贡献。
此外，非结晶区分子呈β转角状，当受到拉伸力作用时可能会形成β转角螺旋，这也赋予了蜘蛛丝良好的弹性。
图1-4 蜘蛛丝的显微电镜图人们早就发现蜘蛛丝能吸收振动能量，并能使机械能转变成热量—假如不是这样，则飞行苍蝇和蝴蝶撞上蜘蛛网时就会被弹回到相反方向。
蜘蛛丝为何具有这些特性，长期以来一直无人知晓。
美国加利福尼亚研究机构的物理学家和生物学家组成的研究小组揭开了蜘蛛丝的秘密，他们在显微镜下发现蜘蛛丝是一根极细的螺线，看上去像长长的浸过液体的“弹簧”(图1-4)。
当“弹簧”被拉长时它会竭力返回原有的长度，但是当它收缩时液体会吸收全部剩余能量，同时使机械能转变成热量。
（三）蜘蛛丝的成丝过程图1-5 蜘蛛的纺丝管蜘蛛吐丝的过程基本相似，以十字圆蜘蛛为例，在十字圆蜘蛛的前腹部有用来形成蛛丝纤维的壶状腺。
壶状腺由3部分组成、中心小囊、一条很长的弯管和出口。
蜘蛛在拉丝时，小囊内部的细胞会分泌出许多露珠状的粘液，粘液中含有两种蜘蛛素蛋白。
当这些黏液流到小囊的下部时，下部的细胞会分泌出另一种蛋白质，即糖蛋白与之混合，从而形成液态晶体结构的纤维。
然后，这些黏稠的液体便向出口流动。
此时，各种蛋白质内的长分子会沿着纤维的中心线平行地排列，并由分子间形成的氢键连接，最后完成蜘蛛丝的原料制备并向纺丝器输出。
纺丝器位于蜘蛛腹部的中、后部，是最终“出产”蜘蛛丝的地方。
纺丝器上有许多像喷头形状的纺丝管(图1-5)，蜘蛛丝就是从这里喷出来的。
纺丝管的数量因蜘蛛种类的不同而各异，数量最多的是一种线纹冒头蜘蛛，它身上的纺丝管有9600根，一根蜘蛛丝就是由无数纺丝器上喷出的细丝合并成的。
三、蜘蛛丝的性能（一）蜘蛛丝的力学性能①断裂性能蜘蛛丝的物理密度是1.34 g/cm3，与蚕丝和羊毛接近。
蜘蛛丝最吸引人的地方是其具有优异的力学性能，即高强度、高弹性、高柔韧性、高断裂能。
由表1-8可以看出，大腹圆蜘蛛的牵引丝、框丝和外层包卵丝的断裂强度均比蚕丝丝素大，断裂伸长是丝素的3～5倍，断裂比功也比丝素大得多。
蜘蛛丝的断裂强度虽然不及钢丝和用于制造防弹衣的高性能纤维Kevlar，但是其断裂伸长是钢丝的5～10倍，是Kevlar的10～20倍，其断裂功比钢丝和Kevlar大得多。
此外，纤维有较高的干湿模量，在干湿态下都具有高拉伸强度和高延伸度。
表1-8 大腹圆蛛的各种丝与其他纤维的力学性能比较②剪切性能蜘蛛丝很细，其横向压缩能力要比其它纤维差，纤维有很大的各向异性。
蜘蛛丝有很强的扭转性能，其剪切强度比其它纤维（包括凯夫拉）要高得多，具有很高的扭转稳定性。
③弹性蜘蛛丝具有良好的弹性，当伸长至断裂伸长率的70%时，弹性恢复率仍可高达80%~90%。
（二）蜘蛛丝的耐热性蜘蛛丝有良好的耐高温、低温性能。
据报导，蜘蛛丝200℃下表现出很好的热稳定性；在300℃以上才变黄，并开始分解；在零下40 ℃时仍有弹性，只有在更低的温度下才会变硬。
在有高温、低温使用需求的场合下，蜘蛛丝纤维的优点非常显著。
（三）蜘蛛丝的化学性能蜘蛛丝是一种蛋白质纤维，具有独特的溶解性，不溶于水、稀酸和稀碱，但溶于溴化锂、甲酸、浓硫酸等。
对蛋白水解酶具有抵抗性，不能被其分解。
遇高温加热时可以溶于乙醇。
蜘蛛丝所显示的橙黄色遇碱加深，遇酸则褪色。
它的微量化学性质与蚕丝相似。
蜘蛛的腺液离开身体后马上形成固体，成为一种蛋白质丝，这种蛋白丝不溶于水。
蜘蛛丝可以生物降解和回收，不会对环境造成污染。
四、蜘蛛丝纤维的生产方法科学家们发现：蜘蛛的天然共存性很差，它们会自相残杀，同类相食。
如果通过大量饲养繁殖蜘蛛的方法来获取蜘蛛丝是无法满足生产需要的。
随着生物技术、遗传基因技术的发展，通过对蜘蛛丝蛋白和腺体分泌物的研究，科学家们成试样断裂强度/(cN/mm²) 断裂伸长/ (%) 断裂比功/(cN/mm²) 截面积/ (µm²) 牵引丝713.8 37.5 134.8 20.28 框丝678.6 83.1 258.4 39.59 内层包卵丝816.0 50.8 311.7 46.98 外层包卵丝488.4 46.2 178.2 95.80 丝素565.3 13.7 53..3 67.93 钢丝2000.0 8.0 0.3 / Kevlar 4000.0 4.0 26.0 /功地制造出了蜘蛛丝蛋白的合成基因，利用这种基因可生产出与天然蜘蛛丝蛋白相似的产品，这一研究成果，使得大规模生产人工合成蜘蛛丝成为可能。