尽管蜘蛛在生物界中的存在已有绵长的前史且遍及除南极洲以外的绝大部分陆地区域,但人类关于蜘蛛丝的运用直至1909年才踉跄起步,20世纪90年代后才开端对蜘蛛丝的蛋白基因组成、结构形状、力学功能等进行深入研讨,这也为人工蜘蛛丝的化学合成和商业化出产供给了可能性。但人工制作的仿蛛丝纤维不光没有天然蛛丝的强度和耐性,并且其制备质料含有必定的毒性、制备条件要求比较高,形成其在技能没有老练情况下全体价格居高不下,这也大大约束了仿蛛丝纤维在资料范畴特别是军用先进资料方面的运用。

  据英国媒体近来报导,剑桥大学一支由结构力学家和化学家组成的技能团队成功研制出了一种高延展性、高强度的新式仿蛛丝纤维,该资料的最大特色是简直彻底由水制成,无毒无害、价格低,还可以在室温环境下许多制作,其功能足以制作防弹衣、先进传感器、飞机雷达罩和宇航服等。

  剑桥大学在其官方网站中称,制备这种新式仿蛛丝纤维的革命性手法便是运用了低能耗、无公害的工艺,这种工艺还可推行并改进其他合成纤维的制作办法,使整个合成纤维加工工业可以大幅度下降能源消耗、削减运用有毒溶液及粘合剂。该校已将相关计划宣布在《美国国家科学院学报》七月号上。

  剑桥大学建筑系博士达尔希尔·沙赫参加了此次研制作业,他对媒体表明,“蜘蛛丝可谓天然界中存在的最强韧的资料之一,科学家们的人工拷贝作业尽管取得了必定效果,但用处有限且无法彻底再现其特性,新式仿蛛丝纤维的面世将在真实意义上推进相关研讨的前进。”

  研讨人员指出,新式仿蛛丝纤维是从一种被称为“超分子聚合物水凝胶”(SPCH)的资猜中“旋转抽离”的。这种“水凝胶”的成分包括2%的二氧化硅和纤维素,其他的98%为水。这些资料极为常见且简单批量获取,将其别离装入筒状容器并以相似手铐的“∞”形连接在专用设备上,许多资料间产生相互作用后生成“水凝胶”,再发动设备不断旋转即可抽出仿蛛丝纤维。

  从“水凝胶”中抽出的仿蛛丝纤维没有定型,但在室温环境下仅需30秒就能蒸腾其间的水分。沙赫称,新式仿蛛丝纤维的直径仅稀有微米,尽管无法与现在最强韧的人工纤维能接受100~150兆帕压力的功能混为一谈,但其低成本、低能耗的特色也是前者不具备的。

  剑桥大学化学系博士吴玉超(音译)表明,经过试验比对发现,新式仿蛛丝纤维的强度现已远超大多数胶粘纤维和人工丝,也比人和动物的毛发更具耐性。除此以外,这种纤维还能像蹦极运用的绳子相同吸收许多能量,这种高阻尼特性将使其成为芳纶纤维的有力竞争对手,后者是现在干流的防弹装具资料。科学家们表明,只要寥寥数种合成纤维具有高阻尼特性,新式仿蛛丝纤维是其间造价最低、性价比最高的,其某些特性乃至超过了蚕丝。

  沙赫称,下一阶段他们将探寻怎么对新式仿蛛丝资料来织造和纺制,这也是该资料走向商业化的要害一步。该团队已得到了英国工程和天然科学研讨委员会(ESPRC)和利弗尔霍姆出资基金的资金支撑。