吐鲁番pvc管粘接胶水厂家 借鉴蜘蛛，“织”出新材料——我科学在重组蜘蛛丝材料域取得突破进展

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每平厘米可承重5吨、每平毫米可以吊起个50公斤重的成年人——蛛丝，在动漫、电影里是蜘蛛侠的得力武器，在现实生活中，由于其惊人的力学强度和卓越的延展，直是材料科学域仿生研究的理想模板。

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近日，香港城市大学胡金莲教授与圳北京大学香港科技大学医学中心刘伟研究员联组建的研究团队经过5年科研攻关，在重组蜘蛛丝材料域取得突破进展。该研究创新采用“边缘半胱氨酸锁定”的分子工程设计法，成功攻克重组蛛丝力学能不足、湿度稳定差等核心难题，研发出兼具强度、韧与环境适应的人工蛛丝纤维，相关研究成果日前相继发表于学术期刊《科学》和《微尺度》。

“由于蜘蛛养殖难、蛛丝产量低，蛛丝很难通过养殖手段进行产业化获取。”刘伟解释，因此，通过大肠杆菌生产蛛丝蛋白，再进行人工重组直是科研域的研究向。“然而长期以来，人工成蛛丝由于蛋白分子量偏小、结构松散吐鲁番pvc管粘接胶水厂家，面临结晶稳定不足、力学能衰减等问题，难以实现稳定纺丝。”

为什么蛛丝液在蜘蛛体内是液体，经蜘蛛吐丝就变成了强韧的固体？研究团队将研究从形态仿生转向过程仿生，开始模拟蜘蛛腺体内的精密调控过程。

“我们整了分子设计、生物成、材料加工与模拟计等多学科技术手段，改变了之前的有机溶剂溶解法，转为采用水相仿生法，通过调控酸碱度和盐浓度模拟自然吐丝过程，将液态蛋白转化为固态纤维，后引入二硫键交联处理，来提升纤维的结构稳定。”文章作者、团队联培养博士生栗敏解释。这样纺出的重组蛛丝纤维具有三大核心优势：是结构稳定强，有抵御水分诱的结构破坏；二是力学能均衡，实现了强度与韧的结，且加工过程绿环保，万能胶厂家须有机溶剂；三是可编程，不仅能实现湿度响应的可逆形变与形状记忆，还可通过微流控技术实现连续规模化制备——这意味着能够实现人工蛛丝从实验室研究向产业化应用的关键跨越。

这些特使该材料在多个域展现出巨大应用潜力：在软机器人域，可作为功率人工肌肉驱动精密运动。“人体肌肉束是由‘丝丝’的结构组成的，如果我们能批量生产这种蜘蛛丝纤维，把它们也做成束状，每根纤维的恢复应力就很，成束后应力会。从仿生角度看，这种束状结构可以模仿肌肉束，凭借‘形变后快速恢复’和‘恢复应力’的特点，具备强的运动能力。”刘伟表示，另外，这种纤维韧、质地柔软，还能结，如果应用到机器人中，可以植入小型精密器件，代替人体关节处的肌肉，作为医学材料替代案。

而在生物医学域，该材料有望用于可降解缝线、组织工程支架等生物相容器件。目前，该团队正在进行应用尝试，将这种纤维作为医用缝线，用于小鼠胃部手术。“这种纤维是纯蛋白材质，降解产物毒，降解速度也能和人体速度平衡，对人体的疫刺激低。”栗敏表示，同时，该材料在智能纺织域，能开发出湿度响应的自适应面料；在柔传感器、智能驱动设备等新兴域也具有广阔应用前景。

（本报记者 党文婷 严圣禾）吐鲁番pvc管粘接胶水厂家

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