人造纤维坚若蛛丝

资料来源:Alberto Ghizzi Panizza

这份报纸新闻蜘蛛丝比钢更强，比广泛用于制造防弹背心的复合材料凯夫拉尔更强。然而，人类仿制的丝绸却无法与真正的丝绸相比。现在，一个德国研究小组已经开发出硬度与蜘蛛丝相同的人造纤维，使得制造更安全的安全气囊成为可能。

以前模仿蜘蛛丝的努力集中在两种分子上。一种制造坚硬的晶体材料，另一种制造更多凝胶状物质。晶体悬浮在凝胶中形成大的蛋白质。然而，德国拜罗伊特大学的托马斯·西比尔和他的同事意识到，这忽略了两个有助于排列细丝的小分子。“它们对纤维的最终结构和性能没有贡献，这就是为什么它们以前被忽略了。”谢贝尔说。

该团队将蜘蛛的造丝基因拼接到大肠杆菌中，使后者能够在酒精和水的混合溶液中产生所有四种分子。后来，研究人员使用了一种叫做湿纺的方法来拉伸纤维以制造人造丝。在形成后拉伸时，纤维最强，就像蜘蛛开始用后腿织网来拉伸和排列分子。

得到的材料不如蜘蛛丝结实，但更有弹性。这意味着它不能承受巨大的压力而不断裂，但它可以拉伸得更长。“这并不奇怪。”Scheibel说，因为真正的蜘蛛丝是由三种不同性质的蛋白质组成的，所以他的团队只使用组成弹性蛋白最多的基因组。目前，他们正在开发由这三种蛋白质制成的高级人造丝。

同时，现有纤维的韧性使其在制造汽车气囊时不能被很好地利用。Scheibel表示，目前由凯夫拉尔(Kevlar)等材料制成的安全气囊更坚韧，但弹性较低，而人造丝可以解决这个问题，前提是该团队能够扩大生产规模。然而，这可能有点困难。(宗华)

中国科学新闻(2015-03-09第二版国际版)