蜘蛛丝纤维
蜘蛛丝纤维的研究现状与展望
蜘蛛丝纤维的研究现状与展望作者：董晶赵坤伟程金亮汪亮来源：《现代纺织技术》2019年第01期摘要：概述了近期国内外丝蛋白及纤维的合成及改性研究现状，发现人造蜘蛛丝蛋白主要来源于基因改变后的桑蚕、大肠杆菌等，对蜘蛛丝纤维物理力学性能的改性方法主要集中在蛛丝蛋白改性、纺丝方法转变、紫外辐射及与其他纺丝液复合纺丝等。
通过蜘蛛丝纤维与其他纤维的物理性能比较得知，蜘蛛丝纤维断裂伸长率高（43.4%）、拉伸强力大、耐疲劳性好。
同时，简述了蜘蛛丝纤维在复合材料、医用仿生材料以及纺织材料等领域的应用情况，并对蜘蛛丝纤维今后的发展进行了展望。
关键词：蜘蛛丝纤维;合成改性;复合材料;医用仿生材料;纺织材料中图分类号：TS102.3文献标志码：A文章编号：1009-265X（2019）01-0015-05蜘蛛丝纤维已成为继蚕丝之后，又一个在化学、生物、材料等学科领域受到广泛关注的动物丝纤维。
蜘蛛丝纤维具有许多优异的特性，包括韧性大、强度高、弹性好、有光泽、耐高温、耐低温、耐紫外线性能强、易于生物降解等。
它被称为“生物钢”，能够应用于外科手术缝线、防弹衣及降落伞等材料[1]。
邵正中等[2]已经制备了性能优于天然蚕丝的人造蚕丝，而对人造蜘蛛丝纤维的研究应紧随其后尽快取得突破。
人造蜘蛛丝纤维的生产，首先需要制备含有蜘蛛丝纤维特性的蜘蛛丝蛋白;其次是如何在合成之初就进行生物化学改性，以生产优于或者具有期望性能指标的蜘蛛丝;最后则是采用合适的工业化纺丝工艺将生产扩大化、低成本化。
本文主要对蜘蛛丝纤维的合成生产方法、改性方法、性能指标及应用情况进行了总结。
1蜘蛛丝纤维蜘蛛丝纤维能够在常温常压下进行液晶纺丝制得，不需要高温和腐蚀性溶剂，只需要水或其他绿色溶剂即可，更符合当今绿色纺织、染整的趋势和要求[1，3]。
如何在绿色环保的前提下，简便、低成本地合成出性能优异的蜘蛛丝纤维一直是国内外学者研究的热点。
1.1国内研究进展常温常压下，纯水透析后的再生丝蛋白水溶液浓度低，容易发生凝聚、不利于保存。
三种蜘蛛丝蛋白基因结构及仿生蛛丝的性能研究
三种蜘蛛丝蛋白基因结构及仿生蛛丝的性能研究摘要：蜘蛛丝是一种自然纤维材料，具有出色的力学性能和生物相容性。
在过去几十年中，蜘蛛丝研究的发展引起了越来越多工程学及生命学领域的注意。
因此，本文将结合三种蜘蛛丝蛋白基因的结构及仿生蛛丝的性能展开研究探讨。
引言：蜘蛛丝是一种生物材料，其功效是在自然演化过程中形成的，其力学，生物相容性和可纺性是众所周知。
近年来，仿生学研究也向蜘蛛丝方向聚焦。
许多科学家利用生物技术，开发出新型的人造蜘蛛丝文件，增强材料性能是其研究热点。
在这篇文章中，我们就来介绍三种蜘蛛丝蛋白基因的结构及仿生蛛丝的性能的研究情况。
正文：1. 常见的蜘蛛丝蛋白基因类型现阶段对蜘蛛用来构造蛛丝的基因综合了多个蛋白质。
来自蜘蛛腺体中的蜘蛛肌提供能量来产生拉伸力，而蛛丝的加工和变形则由不同类型的蛋白质来完成。
这三种基因分别为MaSp1，MaSp2和AcSp1，以下分别介绍：(1) MaSp1蛋白质MaSp1是蜘蛛基因组中最长的蛋白质之一，约有600至800个氨基酸残留。
MaSp1包含6个与泛素相似的重复序列，其各自长度大概为120至135个氨基酸。
(2) MaSp2蛋白质MaSp2是一种较短的蛋白质，长度大约为200个氨基酸。
MaSp2与MaSp1不同，在其氨末端和羧末端都有富含谷氨酸和精氨酸的序列，成为一种反复出现的单元。
此外，它还包括两个直接重复序列，并伸展到N 端和 C 端。
(3) AcSp1蛋白质AcSp1是一种不同于MaSp1和MaSp2的蛋白质。
AcSp1蛋白质的长度大约在110 ~ 140个氨基酸之间。
相比于MaSp蛋白，AcSp1存在着更多的极性和带电氨基酸，几乎没有互相重叠的序列，这可能对Fib X（Fib发生素X，是造成蜘蛛蛛丝固化的酶）的发生和Nox（NADPH氧化酶）的抑制具有重要作用。
2. 蛛丝纤维的力学性能由于蜘蛛丝是迄今为止地球上发现的最强的天然纤维，因此从它身上吸取技能值是非FAQ的。
化学产品设计--蜘蛛丝的合成
在医学医疗方面
蜘蛛丝的优越性还在于它是蛋白质纤维，与人体具 有“兼容性”。通过转基因技术得到具有蜘蛛丝特点的“生 物钢”制成人工关节、韧带、人类使用的假肢、人造肌腱 等产品，具有韧性好、可降解等特性。蜘蛛丝在医学和医 疗方面有广泛用途。
在建筑方面
蜘蛛丝的强度高，韧性大和一定的热稳定性， 在极高温度下才会分解，因此蜘蛛丝可用于结构材 料、复合材料等高强度材料。在建筑方面，蜘蛛丝 可用做结构材料和复合材料，代替混凝土中的钢筋， 应用于桥梁、高层建筑和民用建筑等，可大大减轻 建筑物自身的重量，还可以抗震。
最终方案
经比较最终选定方案A+E：即将蜘蛛丝基 因转移到能在大培养容器里生长的细菌上,通 过细菌发酵的方法来获得蜘蛛丝蛋白质,再把 这种蛋白质从微孔中挤出,就可得到极细的丝 线。再利用静电仿丝技术对蜘蛛丝性能进行改 善使其更加满足工业生产需求。
其半晶体结构可以发展生物半导体技术，其稳定的 室间构象和在一定条件下可逆的自装配行为可作为生物 计算机的优良材料。
研究现状及问题
• 然而蜘蛛种类繁多，不同种类的蜘蛛丝的组成差异 很大，而同一种蜘蛛不同丝腺中的液状丝的氨基酸 组成也有很大差异。而我们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。
1.高强高模天然纤维——蜘蛛丝要点
——蜘蛛丝作者：凌正摘要：蜘蛛丝是一种天然动物蛋白纤维,含有(GPGXX)n/(GPGQQ)n、An/(GA)n、(GGX)n等多种重复多肽序列,具有多样的分子结构、机械性能与生物生态学功能,同时还具有强度高、弹性好、初始模量大、断裂能大、可生物降解、生物相容性好、保湿性好、轻盈等其它合成高性能纤维所无法比拟的优良机械性能及特性。
为此,本研究对蜘蛛丝的组成、结构、机械性能、纺丝机理、应用前景进行了概述，并且通过对蜘蛛丝的氨基酸组成及其丝纤维的表面形态结构和蜘蛛丝的分子构象与聚集态结构的分析研究，探索蜘蛛丝的组成与结构对其性能的影响，对于开发新型纤维材料具有重要启迪意义。
关键词：高强、高模、天然纤维、蜘蛛丝、结构、机械性能、应用前景。
正文：前言蜘蛛因具有许多天然纤维甚至高性能合成纤维无法比拟的优异力学性能，而成了国内外许多研究机构和学者关注的焦点，近年来，国外的学者在研究蜘蛛丝结构和性能的同时，借助于日益发展的生物技术，采用基因移植的方法研制了人工合成蜘蛛丝蛋白，并采用化学纤维纺丝的方法将其制成类蜘蛛丝，但由于性能上的缺陷、加工过程复杂、成本高等因素，仿蜘蛛丝尚未实现工业化生产。
从材料科学的角度来看，纤维的性能取决于其大分子链结构和聚集态结构，探明纤维性能形成机理的根本在于：掌握其结构和性能间的本构关系。
因此，要使蜘蛛丝的力学性能在人造生体高分子纤维上得到表达，研究其性能的结构机理和形成这种结构的方法原理是至关要的。
本文以广泛分布于我国各地的大腹圆蛛为研究对象，在研究分析其三种主要的丝纤维——牵引丝、蛛网框丝、包卵丝的力学性能、色泽、密度与吸湿性以及热学性能的基础上，从以下几方面探索了蜘蛛丝优异力学性能的形成机理。
研究了蜘蛛丝力学性能的分子基础分析大腹圆蛛丝纤维的氨基酸组成特征，并通过与其他种类蜘蛛丝及蚕丝丝素纤维的比较，研究蜘蛛丝的氨基酸组成对其分子结构和分子排列的影响。
采用激光拉曼光谱和红外光谱技术，分析了不同功能蜘蛛丝的分子构象，探索了蜘蛛丝的氨基酸组成及分子结构和其力学性能间的关系。
蜘蛛丝材料在医疗领域中的应用技术
蜘蛛丝材料在医疗领域中的应用技术近年来，蜘蛛丝材料在医疗领域中的应用技术引起了广泛的关注和研究。
蜘蛛丝是一种独特的生物材料，具有极高的强度、韧性和拉伸性，因此在医疗器械、组织工程和药物传递等方面具有巨大的潜力。
本文将介绍蜘蛛丝材料在医疗领域中的应用技术与进展，并讨论相关的挑战和前景。
1. 蜘蛛丝的来源与性质蜘蛛丝是由蜘蛛的腺体分泌产生的一种天然纤维。
不同种类的蜘蛛丝具有不同的力学特性和组成成分。
最为著名的蜘蛛丝材料应该是金蛛丝和座蛛丝，它们具有优异的强度和韧性。
蜘蛛丝材料的独特性质使其成为医疗领域的理想材料。
2. 蜘蛛丝在医疗器械中的应用蜘蛛丝材料在医疗器械方面具有广泛的应用前景。
例如，可以利用蜘蛛丝的高强度和柔韧性来制造支架、人工血管和缝合线等。
此外，蜘蛛丝还可以作为生物传感器和药物释放系统的材料，在医疗检测和治疗中发挥重要作用。
3. 蜘蛛丝在组织工程中的应用组织工程是利用三维支架和细胞构建人体组织和器官的技术。
蜘蛛丝材料在组织工程方面有着巨大的潜力。
由于蜘蛛丝的生物相容性和生物降解性良好，可以用于制造生物支架和人工皮肤等组织工程产品。
此外，蜘蛛丝还可以促进细胞黏附和生长，有助于组织工程的成功应用。
4. 蜘蛛丝在药物传递中的应用蜘蛛丝材料在药物传递方面也显示出了巨大的潜力。
利用蜘蛛丝的特殊结构和吸附能力，可以将药物吸附或包裹在蜘蛛丝上，通过慢释放的方式实现药物的持续输送。
这种药物传递系统可以提高药物的稳定性和生物利用率，减少用药剂量和副作用。
5. 蜘蛛丝材料的挑战与前景尽管蜘蛛丝材料在医疗领域中具有广泛的应用前景，但目前仍面临着一些挑战。
其中包括蜘蛛丝的大规模生产、纯化和功能化的难题，以及蜘蛛丝材料的可能的免疫反应和生物相容性问题等。
然而，随着技术的进步和研究的深入，这些挑战有望被克服，蜘蛛丝材料的应用前景将变得更加广阔。
总结：蜘蛛丝材料在医疗领域中的应用技术是一个备受关注的研究领域。
蜘蛛丝的独特性质使其成为医疗器械、组织工程和药物传递等领域的理想材料。
有材有料丨受天然蜘蛛丝启发：这种纤维可以凭空取水，能力超强！
有材有料丨受天然蜘蛛丝启发：这种纤维可以凭空取水，能力超强！“有材有料”棉纺织技术新传媒纺织新材料专栏专栏简介：《棉纺织技术》期刊社立足纺织，围绕“技术”“信息”两个关键词，将发挥信息服务机构优势，围绕国家重大战略和行业需求，利用新媒体平台开辟纺织“有材有料”专栏，内容涉及新材料先进技术介绍、市场行情动态、领军人物要闻、前沿发展趋势等，增进行业对纺织新材料的了解，解决企业新材料应用方面的技术难关与困扰，助力纺织产业的绿色高质量发展。
可集水的仿蛛丝纤维淡水资源的短缺已成为制约全球社会和经济发展的主要因素。
据统计，海水资源占到了地球上所有水资源的96.54%，淡水资源仅占2.53%，而且只有0.36%的淡水资源能够被人类直接利用，如何获取更多的可利用淡水资源，是一个亟待解决的问题。
此前，国际化学领域期刊《材料化学学报》A刊报道了西南交通大学孟涛教授团队的研究成果——利用具有中空连续通道的仿蜘蛛丝微纤维进行高效集水，团队通过在仿蛛丝纤维内部构建中空结构，让纤维的集水性得到显著提升，研究发现，该仿生微纤维悬挂液滴体积是纺锤节体积的1663倍，集水能力数值远超出已有文献报道的数值。
丨来自蜘蛛丝纤维结构的启示目前，由于水污染和淡水资源缺乏等问题，水资源危机越来越受到广泛关注。
由于海水淡化和废水处理技术的适用性、简便性和成本效益等问题，使得一些地方无法使用这些技术获取淡水资源。
这些年，各领域的科学家们试图从大自然中获取灵感，研究仿生集水技术。
自然界中，大多数生物都拥有应对恶劣环境的独特本领，经过长期的自然选择，一些生物已经能够从雾气中获得水分供自身生存，这为淡水收集系统中功能仿生材料的设计和制造提供了灵感。
迄今为止，研究者们已经利用纳米布沙漠甲虫的集水机理、仙人掌的集水机理以及蜘蛛丝的表面集雾机理等，开发出了大量相应的仿生集水材料。
雨后的清晨或者潮湿的角落，人们常常可以发现蜘蛛网上悬挂着大量晶莹的液滴。
研究发现，实际上，蜘蛛丝有强大的集水功能，而其集水能力归因于一种独特的纤维结构，该结构由周期性纺锤节和关节构成，其中纺锤节由随机杂乱的纳米纤维组成，关节则由排列整齐的纳米纤维组成。
蜘蛛丝越缠越紧越缠越多
蜘蛛丝越缠越紧越缠越多
蜘蛛丝是蜘蛛用来缠结物体的细丝，它们是由蛋白质组成的，具有很强的韧性
和弹性，可以抵抗风力和水力，是自然界中最强大的纤维之一。
蜘蛛丝的缠结能力是由它的结构决定的，它由许多细小的纤维组成，这些纤维
之间有着紧密的结合，当它们缠绕在一起时，它们之间的结合会变得更加紧密，从
而使它们更加牢固。
蜘蛛丝的缠结能力不仅取决于它的结构，还取决于它的数量。当蜘蛛丝越缠越
紧时，它们之间的结合会变得更加牢固，从而使它们更加牢固。因此，蜘蛛丝越缠
越多，它们之间的结合也会变得更加牢固，从而使它们更加牢固。
蜘蛛丝的缠结能力不仅取决于它的结构和数量，还取决于它的材料。蜘蛛丝的
材料可以是天然的，也可以是人造的，天然的蜘蛛丝比人造的蜘蛛丝更加牢固，因
此，蜘蛛丝越缠越多，它们之间的结合也会变得更加牢固。
蜘蛛丝的缠结能力是由它的结构、数量和材料决定的，它们之间的结合会变得
更加牢固，从而使它们更加牢固。因此，蜘蛛丝越缠越多，它们之间的结合也会变
得更加牢固，从而使它们更加牢固。
蜘蛛丝的缠结能力是自然界中最强大的纤维之一，它们可以抵抗风力和水力，
可以把物体紧紧地缠在一起，从而使它们更加牢固。蜘蛛丝越缠越紧越缠越多，它
们之间的结合也会变得更加牢固，从而使它们更加牢固。
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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蜘蛛丝纤维
蜘蛛是地球上最古老的物种之一，是自然界的神奇动物，经历了几百万年漫长的进化，蜘蛛已能够适应地球上几乎所有环境而生存下来，其最大的臂助正是本身独特的纺丝能力和令人惊讶的蛛丝性能。
蜘蛛是自然界产丝和用丝的“专家”，它们一生都离不开丝。
蜘蛛生产性能最优异的丝线，并用这种丝线织成蛛丝网，用以捕获猎物，赖以生存，繁衍后代。
蜘蛛，属节肢动物门蛛形纲蛛形目，种类繁多，会吐丝结网的大约有2万多种，按吐出丝种类的多少分为古蛛亚目、原蛛亚目和新蛛亚目。
科学家们早就注意到蜘蛛丝非同一般的性能并将它利用了起来。
早在1709年就出现了人类利用蜘蛛丝的记载，而且在第二次世界大战时，蜘蛛丝曾被广泛用作显微镜、望远镜、枪炮的瞄准系统等光学装置的十字准线。
进入20世纪80年代,蜘蛛丝，尤其是牵引丝，以高强度、高弹性、高断裂功、低密度、良好的耐温及耐紫外线性能、良好的生物相容性等优异性能引起了各国材料、生物和化学等众多领域研究人员的极大兴趣。
科技的进步，亦使得破解蜘蛛丝的生物奥秘成为了可能。
1996年，美国Science杂志连载3篇文章，揭示了蜘蛛丝性质与结构的关系以及蜘蛛丝的奥秘，近几年，又连续发表了10多篇关于蜘蛛丝研究的文章。
美国、瑞士、加拿大、日本、德国、丹麦等国的一些实验室先后对蜘蛛丝做了深入的研究,在利用基因和蛋白质测定技术解开蜘蛛丝奥妙的同时,在蜘蛛丝人工生产方面也取得了突破性进展。
蜘蛛丝的结构与性能
蜘蛛丝能大量吸收动能，同时具有高弹性形变，究其原因，在于其奇妙的分子结构。
蜘蛛丝的化学本质为蛋白质，蛛丝蛋白的复杂氨基酸序列和空间结构赋予了外显的性能。
蜘蛛丝中分子排列是一种介于晶区与非晶区的中间相的存在。
结晶区主要为聚丙氨酸链段，构象为β- 折叠链，分子链或链段沿着纤维轴线的方向呈反平行排列，相互间以氢键结合，形成折曲的栅片，栅片间距离是变化的，在0.93～1.57nm
之间。
非结晶区由甘氨酸、丙氨酸以外的大侧基氨基酸组成，分子多呈α- 螺旋状结构。
由丙氨酸组成的β-折叠（硬段）和富含脯氨酸的α－螺旋（软段），及其紧密堆砌的二级结构使之成为一种半结晶状态的分子弹簧结构，从而赋予蛛丝很好的抗张强度和韧性。
蜘蛛拖丝抗拉力5×109Pa，断裂伸长率35％～50％，能大量吸收物体的高动能，其优越性能是包括蚕丝在内的天然纤维和合成纤维不能比拟的。
蜘蛛丝有良好的耐高温、低温性能。
据报导,蜘蛛丝在300℃以上才变黄，开始分解；在零下40 ℃时仍有弹性,只有在更低的温度下才变硬。
在需要高温、低温使用的场合下蛛丝纤维的优点特别显著。
蜘蛛丝的主要成分是蛋白质，目前尚未发现人体对蜘蛛丝所含的蛋白质有任何排异反应,另外蛛丝蛋白具有自装配行为，在器官移植和组织修复时可用来介导细胞和组织，或者它们相互之间的连接，以促进器官组织的复原。
由于蜘蛛丝本身的特性,决定了在纺织、医疗、军事等领域有着广泛的应用。
医疗卫生
蜘蛛丝主要成分是蛋白质，人们目前尚未发现人体对蜘蛛丝所含的蛋白质有任何排异反应,这正是蜘蛛丝应用在医学上最大的优点。
又鉴于蜘蛛丝极轻、韧性好、强度大等现有材料不可比拟的优点,科学家认为用它可以生产人工关节韧带、人工肌腱、人造血管等组织,同时还可以做组织修复、用于眼外科和神经外科手术等特细和超特细生物可降解的外科手术缝合线及生物大分子的固定材料。
蜘蛛丝膜具有很好的透明性、生物可降解性和水－空气界面的通透性。
与胶原蛋白和弹性蛋白相似，丝蛋白具有自装配性质，通过二级结构调节以提供机械支撑；与聚酯比较，丝的柔韧性和弹性使其经的起重压和疲劳。
丝蛋白生物相容性好，与胶原起同样的细胞黏附、扩展、分化和生长作用。
丝基质还有机械诱导作用，通过调整丝基质的硬度，提供控制基质的最终机械特性来模仿天然机体组织的机械特性和支持宿主组织内生长，蛛丝蛋白是组织工程支架材料的有力竞争者。
军事
蜘蛛丝强度大、弹性好、柔软、质轻等优良性能,尤其是具有吸收巨大能量的能力,非常适合防弹衣的制造,它可以阻挡子弹的侵入,使弹头或弹片击入人体内的危险降到最低程度。
可用来制成坦克、飞机、雷达、卫星以及军事建筑物的理想的防护罩；用于制成质量小、抗风性能好、坚固耐用的降落伞。
据报道,未来可能制成的高性能人工蜘蛛丝“蜘蛛网” ,甚至可以拦截F －6 战斗机。
在航空航天方面, 可用作航天结构材料和织造航天服等。
蜘蛛丝的高吸能功能是以大变形为前提的，如果将蜘蛛丝用作防弹衣，弹丸对人体的贯穿性损伤和非贯穿性损伤均无法防御，因此要将蜘蛛丝应用于弹道防护产品，至少应与其他高强高模纤维合理搭配，形成合理结构。
美国陆军和麻省理工学院正在研究用蜘蛛丝制造一种全新的军装,这种军装不仅能成为士兵的防弹装甲,还可以自动适应不同温度环境,甚至能为生病或受伤的士兵起到一定的医疗作用。
蜘蛛丝的强度非常高,在拉断之前可以极大地延伸,因此是制造高强度纳米导线的理想材料。
研究还发现,用紫外激光脉冲能够均匀地缩减蜘蛛丝的直径,经几次缩减后,可把3～5μm 直径的蜘蛛丝缩减到100nm 左右,且不会降低蜘蛛丝的强度。
曾有德国某研究员将一种蜘蛛丝的直径减少到原来的二十分之一,将细蜘蛛丝缠在极细的导电金属丝上,可以得到强度极高的“纳米”导线。
用这种蜘蛛的丝制成的导线,不像目前的纳米导线那样脆弱,可以在任何地方使用。
专家认为，用蜘蛛丝制成的超细导线可能将会引起微型电子器件制造的一场革命。
高强度材料
蜘蛛丝可用于结构材料、复合材料和宇航员装等高强度材料。
用蜘蛛丝编织成具有一定厚度的材料进行实验,可发现其强度比同样厚度的钢材高9倍,弹性比具有弹性的其它材料高2倍。
因此,对蜘蛛丝进行进一步加工,可用于织造车轮外胎、高强度的渔
网等。
在建筑方面,蜘蛛丝可用做结构材料和复合材料,代替混凝土中的钢筋,应用于桥梁、高层建筑和民用建筑等,可大大减轻建筑物自身的质量。
纺织制衣
蜘蛛丝弹性好、柔软, 而且穿着舒适。
蜘蛛“牵引丝”通过转基因的方法让普通春蚕“大批量”吐丝,这种转基因蚕丝在紫外光下会发出闪耀迷人的绿光,绿色荧光蛋白质是融合于丝蛋白质分子中的天然蛋白质,如果将荧光丝与普通丝交织成的织物制成服装、围巾、帽子, 在紫色、蓝色灯光下发出荧光图案,其身价定会倍增。
中科院上海生命科学院生物化学与细胞生物学研究所科研人员首次在国际上实现了绿色荧光蛋白与蜘蛛牵引丝融合基因在家蚕丝基因中的插入,并获得了荧光茧,已正式获得了国家发明专利申请号。
结语
21世纪是生物技术的时代，蜘蛛丝作为一种新兴的生物材料,有着独特、优异的性能。
随着科技手段的迅速发展,人们必定越来越了解这种比钢还要强的生物蛋白丝,深入了解蜘蛛丝的基因背景、蛋白质结构特性及其独特的纺丝过程。
这将推动蜘蛛丝人工制造与工业化应用研究,使其产业化生产技术日趋成熟,尤其是基因微生物法合成蜘蛛丝技术的研究,使蜘蛛丝无法像蚕丝那样大量生产的历史宣告结束,蜘蛛丝将广泛应用于医疗卫生、军事、高强度材料及纺织工业。