蜘蛛俠不再是夢想 超強(qiáng)韌人造蜘蛛絲誕生
來源：科技日報 時間：2019-11-26 09:51:10
科幻影片中，超級英雄“蜘蛛俠”穿梭于摩天大廈之間或緩慢降至地面而毫發(fā)無損，全憑神奇的“蜘蛛絲”。如今，這一科學(xué)幻想有望走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。南開大學(xué)藥物化學(xué)生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、藥學(xué)院、功能高分子教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉遵峰教授團(tuán)隊(duì)使用水凝膠纖維成功制備出了新型超強(qiáng)韌“人造蜘蛛絲”，它強(qiáng)度高、慢回彈、可重復(fù)伸縮，未來或?qū)⒂糜诟呖站徑档榷囝I(lǐng)域。日前，介紹該成果的論文在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》上。
自然界中的蜘蛛絲具有強(qiáng)大的機(jī)械性能，它表現(xiàn)出極高的抗拉強(qiáng)度，與高等級合金鋼相當(dāng)。在高濕的環(huán)境下，蜘蛛絲可伸長5倍，并且伸長后幾乎不反彈、不旋轉(zhuǎn)。被拉長的蜘蛛絲遇水還會恢復(fù)到初始長度，這使它被來襲的獵物撞擊而拉長后，可以自動修復(fù)并重新使用。這一切都表明蜘蛛絲具有超強(qiáng)的機(jī)械性能組合。
“人們已經(jīng)嘗試用蠶絲蛋白來制作人工蜘蛛絲，并取得了一定的成功，但這種方法很難規(guī)?；糯?。使用合成方法，制備能模仿蜘蛛絲的上述特性，仍然是一個難題。”劉遵峰說。
經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，劉遵峰團(tuán)隊(duì)采用了一種非常簡單的方法，成功使用水凝膠纖維制備出了“人造蜘蛛絲”。劉遵峰介紹，水凝膠纖維由聚丙烯酸制成，聚丙烯酸具有核—鞘結(jié)構(gòu)，通過摻雜二價離子并加捻，獲得一定的捻度，極大地增加了其強(qiáng)度。這種新材料達(dá)到與天然蜘蛛絲幾乎相當(dāng)?shù)牧W(xué)性能。
這一新材料的研獲讓人們可以大膽想象：當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)等緊急情況時，人們可以使用由“人造蜘蛛絲”制成的繩索實(shí)現(xiàn)緩降自救。這根特殊的繩索可以承受人體重量，緩慢拉伸且不會像橡皮筋一樣會回彈。這大大降低了人體或物體下降的速度，從而起到緩沖作用。(陳曦 吳軍輝)
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