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        羊兒改行產(chǎn)“蛛絲”

        2014-03-06 04:29:18舒凱
        科學(xué)大眾·小諾貝爾 2014年1期
        關(guān)鍵詞:蜘蛛絲蛛絲蜘蛛網(wǎng)

        舒凱

        蜘蛛屬于節(jié)肢動(dòng)物門(mén),除了南極洲以外,它們廣泛分布于世界各地——從海平面到海拔5 000米以上,都可以見(jiàn)到它們的身影。目前,世界上已發(fā)現(xiàn)的蜘蛛大約有4萬(wàn)多種。

        一提到蜘蛛,我們腦海里就會(huì)浮現(xiàn)出張牙舞爪、一天到晚辛勤“織網(wǎng)”的“苦力”形象。事實(shí)上,這種長(zhǎng)著8只腳的神奇小動(dòng)物“聰明過(guò)人”,它們個(gè)頭雖小,卻有著極大的智慧。更重要的是,它們所生產(chǎn)的蜘蛛絲在軍事、工業(yè)、醫(yī)療、建材和紡織等領(lǐng)域都具有非常重要的作用。

        神奇的蜘蛛絲

        蜘蛛之所以能夠順利捕食,其奧秘就在于蜘蛛絲的神奇。同學(xué)們一定都看到過(guò)昆蟲(chóng)在蜘蛛網(wǎng)上拼命掙扎的情況??赡阕⒁獾?jīng)]有?即使經(jīng)過(guò)這樣“循環(huán)往復(fù)”的折騰,蜘蛛網(wǎng)卻仍能不破裂,維持著高度的結(jié)構(gòu)性。這說(shuō)明它具有很高的強(qiáng)度和柔性。

        科學(xué)家發(fā)現(xiàn),蜘蛛網(wǎng)是由兩股不同類型的絲線絞合在一起構(gòu)成的。首先是一種干性的直線狀絲線,它是網(wǎng)絲的主干線和支撐物,其拉伸性能有限。另一種是帶有粘性的螺旋狀絲線,它是專門(mén)用來(lái)捕捉昆蟲(chóng)的,可以伸長(zhǎng)到原來(lái)的4倍,恢復(fù)原狀后也不會(huì)下垂。這兩種不同的絲線交織在一起,完美地構(gòu)筑起一張既能拉伸又十分有力的蜘蛛網(wǎng),靜靜等待著獵物的到來(lái)。一旦獵物被蜘蛛網(wǎng)粘上,它就無(wú)法自如地“離開(kāi)”了。獵物不停地掙扎,直到最終筋疲力盡。而“獵物”被移走后,絲團(tuán)會(huì)自動(dòng)復(fù)原,蛛網(wǎng)又完好如初了,靜待下一個(gè)獵物的出現(xiàn)。

        人類早就意識(shí)到蜘蛛絲的堅(jiān)韌性,并將蜘蛛絲運(yùn)用到生產(chǎn)、生活中來(lái)。2011年,德國(guó)漢諾威醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家漢納溫特(Hanna Wendt)就公布了自己的研究成果:利用蜘蛛絲制作人造皮膚。漢納溫特團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)出專門(mén)的蜘蛛,取其絲,拉長(zhǎng),在上面噴上人類皮膚細(xì)胞,再培養(yǎng)2周之后,便成為可移植的新皮膚。

        這種皮膚對(duì)于燒傷、燙傷的病人而言,無(wú)疑是一種福音。

        更加神奇的“蜘蛛絲羊”

        蜘蛛絲是目前發(fā)現(xiàn)的韌性、強(qiáng)度和彈力最優(yōu)質(zhì)的天然纖維。其超高的強(qiáng)度和出色的彈性是其他天然和人工材料無(wú)法達(dá)到的。同等質(zhì)量下,蜘蛛絲的強(qiáng)度是鋼的5倍,幾乎與強(qiáng)度最高的碳纖維及高強(qiáng)復(fù)合纖維強(qiáng)度等同,但韌性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這兩類纖維。蜘蛛絲具有神奇的功能,但是,由于蜘蛛難以人工大規(guī)模飼養(yǎng),所以蜘蛛絲的生產(chǎn)受到了諸多限制。

        如果能在另一種動(dòng)物身上生產(chǎn)蜘蛛絲的話,這個(gè)問(wèn)題就能迎刃而解了。經(jīng)過(guò)中國(guó)科學(xué)家多年的研究試驗(yàn),2013年7月,世界上第一只能生產(chǎn)仿蜘蛛絲的山羊在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)誕生,被稱為“蜘蛛絲羊”。這些剛出生半個(gè)多月的羊羔健康狀況良好,它們的外形與普通羊羔沒(méi)有什么差別。但是,這些“蜘蛛絲羊”的神奇之處在于,它們的羊絨結(jié)構(gòu)是經(jīng)過(guò)人工改造的。改造后的羊絨強(qiáng)度和韌性均有顯著提高,具有了蜘蛛絲的特性。

        “蜘蛛絲羊”的出現(xiàn),解決了蜘蛛絲的生產(chǎn)問(wèn)題,這可能會(huì)在軍工、醫(yī)療、航天等領(lǐng)域引起革命性的變革和發(fā)展。endprint

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