蜘蛛絲真的可以拉?；疖?/h1>
2013-05-14 13:11:20佚名
讀者·校園版 2013年13期
佚名
《蜘蛛俠》系列電影里面有不少的鏡頭都讓我們感到不可思議，比如彼得·帕克第一次發(fā)現(xiàn)自己有超能力時，從一個小巷的墻壁爬上去的鏡頭，還有其利用蜘蛛絲在城市大廈間穿行的畫面，甚至是蜘蛛俠垂直倒掛跟瑪麗·簡接吻的片斷，都留給了我們不小的震撼。但是最讓筆者驚訝的還是在《蜘蛛俠2》中，帕克利用射出的蜘蛛絲將一列失控的地鐵硬生生拉停，避免了地鐵墜落，挽救了成百上千人的性命。這一切在我們看來有些匪夷所思，認(rèn)為這不過是影片里的一個過度夸大的情節(jié)罷了，但偏偏就有人這么較真，還真的研究了其原理，發(fā)現(xiàn)這個舉動是有可能實現(xiàn)的！
較真的物理系學(xué)生
來自英國萊斯特大學(xué)的物理系學(xué)生，年僅21歲的艾力克斯·斯通表示，我們經(jīng)常聽說蜘蛛絲的強(qiáng)度比鋼絲還要高，但我們今天要做的就是將其放大，以此來測試蜘蛛絲是否有如此高的強(qiáng)度可以拉?；疖?。我們測試出來，這種情況是有可能實現(xiàn)的。
他們以紐約的地鐵為例，假設(shè)地鐵里有1000人乘坐，并以最高速度行駛，經(jīng)過計算后發(fā)現(xiàn)，想要拉停這樣一列全速前進(jìn)的地鐵，必須要有30萬牛頓的力量。也就是說蜘蛛絲必須能承受住30萬牛頓的力量才行，這就相當(dāng)于每立方米蜘蛛網(wǎng)的韌性強(qiáng)度必須達(dá)到500兆焦才能完成任務(wù)！
達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)樹皮蜘蛛
那么有如此強(qiáng)度的蜘蛛絲到底存不存在呢？經(jīng)過斯通和同事們尋找后發(fā)現(xiàn)，這種蜘蛛絲還真的存在。產(chǎn)生這種蛛絲的蜘蛛叫“樹皮蜘蛛”，而第一個發(fā)現(xiàn)這種蜘蛛的人就是大名鼎鼎的達(dá)爾文。
這種樹皮蜘蛛吐出的蛛絲在強(qiáng)韌度上是芳綸纖維（一種人造纖維，強(qiáng)度是鋼絲的5倍至6倍，韌度是鋼絲的2倍）的10倍。有了這些數(shù)據(jù)作為支持，他們認(rèn)為蜘蛛俠的蜘蛛網(wǎng)拉停地鐵這件事是具有科學(xué)根據(jù)的。目前，這份研究報告發(fā)表在了英國萊斯特大學(xué)的《特殊物理主題》上。
美國研制出蜘蛛絲復(fù)合纖維
近期，美國克萊格生物工藝實驗室的研究人員宣布，在多方配合下，他們利用蜘蛛絲基因鏈，成功地研制出一種新型的結(jié)構(gòu)重組型蜘蛛絲，被稱為“大紅”纖維。
“大紅”纖維是他們在實驗室里精心開發(fā)的混合型纖維。這種新型的纖維將蜘蛛絲蛋白、蠶絲蛋白和其他相關(guān)物種蛋白結(jié)合在一起。它與蜘蛛絲具有明顯的區(qū)別。它的比重強(qiáng)度非同一般，它之所以“紅”，是因為這種結(jié)構(gòu)重組的纖維屬于一種新型纖維。其內(nèi)部細(xì)胞結(jié)構(gòu)經(jīng)重組后機(jī)械性能很強(qiáng)，具體地說，就是拉伸強(qiáng)度很大，彈性極好。因為性能良好，它已經(jīng)被應(yīng)用于商業(yè)化的專用管線結(jié)構(gòu)中?！按蠹t”纖維的問世標(biāo)志著新型纖維紡織品即將誕生。
蜘蛛絲的新用途
蜘蛛絲是自然界的超級材料。這些看起來很柔軟的細(xì)絲，其強(qiáng)度已經(jīng)超過鋼鐵，硬度超過凱夫拉（編者注：美國杜邦公司研制的一種芳綸纖維材料），而且具有非常好的彈性。正因為蜘蛛絲的這些特性，科學(xué)家們一直在探索如何把它應(yīng)用到醫(yī)學(xué)和軍事方面。
一些科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，蜘蛛絲和光纖電纜一樣，可以用來傳輸信息?？茖W(xué)家們通過測試發(fā)現(xiàn)，光信號在蜘蛛絲中與在光纖電纜中一樣容易傳播。研究人員在一塊集成電路芯片上對激光在蜘蛛絲上的傳輸進(jìn)行了實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，蜘蛛絲和玻璃光纖電纜的功能是一樣的。這意味著它能夠在電子設(shè)備上傳輸信息。不過，利用蜘蛛絲傳輸會造成信息丟失，只有通過增加涂層和進(jìn)一步開發(fā)，蜘蛛絲才能夠獲得更好的信息傳輸能力。
科學(xué)家的這個發(fā)現(xiàn)，在醫(yī)學(xué)上有著重要的意義。比如，使用蜘蛛絲攜帶光源，在患者身體內(nèi)部制作圖像。由于蜘蛛絲非常細(xì)，醫(yī)生在做診斷的時候，只需在患者身上切開一個很小的口子。
不過，蜘蛛絲難以進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，科學(xué)家們考慮使用蠶絲替代它，因為它擁有蜘蛛絲的許多特性。馬薩諸塞州塔夫茨大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)教授Fiorenzo Omenetto認(rèn)為，生物絲是無害的，身體不會對它們產(chǎn)生不良反應(yīng)。他認(rèn)為，在未來，醫(yī)生們將可以配備電子功能的生物絲植入病人體內(nèi)。病人無需擔(dān)心這種監(jiān)控設(shè)備的情況，因為人體可以吸收這種材料。
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來自英國萊斯特大學(xué)的物理系學(xué)生，年僅21歲的艾力克斯·斯通表示，我們經(jīng)常聽說蜘蛛絲的強(qiáng)度比鋼絲還要高，但我們今天要做的就是將其放大，以此來測試蜘蛛絲是否有如此高的強(qiáng)度可以拉?；疖?。我們測試出來，這種情況是有可能實現(xiàn)的。
他們以紐約的地鐵為例，假設(shè)地鐵里有1000人乘坐，并以最高速度行駛，經(jīng)過計算后發(fā)現(xiàn)，想要拉停這樣一列全速前進(jìn)的地鐵，必須要有30萬牛頓的力量。也就是說蜘蛛絲必須能承受住30萬牛頓的力量才行，這就相當(dāng)于每立方米蜘蛛網(wǎng)的韌性強(qiáng)度必須達(dá)到500兆焦才能完成任務(wù)！
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近期，美國克萊格生物工藝實驗室的研究人員宣布，在多方配合下，他們利用蜘蛛絲基因鏈，成功地研制出一種新型的結(jié)構(gòu)重組型蜘蛛絲，被稱為“大紅”纖維。
“大紅”纖維是他們在實驗室里精心開發(fā)的混合型纖維。這種新型的纖維將蜘蛛絲蛋白、蠶絲蛋白和其他相關(guān)物種蛋白結(jié)合在一起。它與蜘蛛絲具有明顯的區(qū)別。它的比重強(qiáng)度非同一般，它之所以“紅”，是因為這種結(jié)構(gòu)重組的纖維屬于一種新型纖維。其內(nèi)部細(xì)胞結(jié)構(gòu)經(jīng)重組后機(jī)械性能很強(qiáng)，具體地說，就是拉伸強(qiáng)度很大，彈性極好。因為性能良好，它已經(jīng)被應(yīng)用于商業(yè)化的專用管線結(jié)構(gòu)中?！按蠹t”纖維的問世標(biāo)志著新型纖維紡織品即將誕生。
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蜘蛛絲是自然界的超級材料。這些看起來很柔軟的細(xì)絲，其強(qiáng)度已經(jīng)超過鋼鐵，硬度超過凱夫拉（編者注：美國杜邦公司研制的一種芳綸纖維材料），而且具有非常好的彈性。正因為蜘蛛絲的這些特性，科學(xué)家們一直在探索如何把它應(yīng)用到醫(yī)學(xué)和軍事方面。
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